Chapitre 4: Ordonnancement et planification des Ordres de Fabrication.

Le but de l'ordonnancement et la planification Ordonnancer et planifier la production consiste à répondre à 3 questions : Quand seront-ils fabriqués ? Sur quelle machine ? Combien de temps faudra-t-il pour les fabriquer ? On essayera donc de faire en sorte que les moyens humains et matériels soient utilisés de la meilleure façon possible tout en essayant de respecter les délais.

Le diagramme de GANTT Principe C’est une méthode relativement ancienne puisque inventée en 1918 mais encore très répandue. Elle consiste à déterminer la meilleure méthode possible pour positionner les différentes tâches d’un projet à exécuter sur une période déterminée en fonction :  des durées de chacune des tâches,  des contraintes d’antériorité entre les différentes tâches,  des délais à respecter, des capacités de traitement (qui évoluent en fonction des heures supplémentaires, des investissements). La représentation se fait sous forme d'un graphique fonction du temps et des machines le plus souvent: le fameux diagramme de GANTT

Le diagramme de Gantt Exemple

Ordonnancement / Planification L'organisation d'une production nécessite deux actions: Une action d’ordonnancement: Ordonnancer consiste à décider dans quel ordre exécuter les Ordres de Fabrication, c'est-à-dire quelle tâche se fera avant une autre. Une action de planification: Planifier consiste à ajouter la dimension temporelle à un ordonnancement, c’est-à-dire quel jour commencera ou finira une tache.

Ordonnancement / Planification Plusieurs types d'ordonnancements: FIFO (First In First Out) Ratio critique Priorité au goulet Plusieurs types de planifications: Au plus tôt Au plus tard Avec flottement Avec chevauchement Par fractionnement

Etude d’un exemple Une entreprise commercialise 4 produits: P1, P2, P3, P5 Ces produits sont réalisés sur 4 machines: M1, M2, M3 et M4 Les gammes de production sont les suivantes: Ch signifie centième de minutes.

Etude d’un exemple En fin de semaine 19, les Ordres de Fabrication à réaliser sont les suivants (dans l’ordre d’arrivé): L’entreprise travaille 7h par jour pendant 5 jours.

Etude des temps de production: Pour mettre en place l’ordonnancement, il faut connaitre le temps de chaque phase de chaque OF Temps en centième d’heure (700 = 7h)

Etude d’un exemple Le planning vide des machines est le suivant: Comment ordonnancer les 6 OF pour livrer un maximum de produit à la date souhaitée?

1) Ordonnancement FIFO FIFO = First In First Out On place dans le diagramme de Gantt les OF dans leur ordre d’arrivée On commencera donc par placer l’OF201 (P1) puis l’OF202 (P2), puis … on finira par l’OF206 (P3)

Ordonnancement FIFO On place dans l’ordre d’arrivée des OF Chaque case correspond à une phase d’un OF 201–ph 10 M1 OF201–ph 20 M3 202–ph 10 M2 202–ph 20 M4 203–ph 10 M2 203–ph 20 M4 203–ph 30 M2 203–ph 40 M3 204–ph 10 M1 204–ph 20 M2 204–ph 30 M3 205–ph 10 M1 205–ph 20 M3 206–ph 10 M2 206–ph 20 M4 206–ph 30 M2 206–ph 40 M3

Ordonnancement FIFO On place dans l’ordre d’arrivée des OF: 201–ph 10 M1 OF201–ph 20 M3 L’OF 201 est arrivé en 1er, il est placé en priorité: la phase 10 sur la machine M1 commence donc le lundi matin, suivi de la phase 20 sur la machine M3 202–ph 10 M2 202–ph 20 M4 203–ph 10 M2 203–ph 20 M4 203–ph 30 M2 203–ph 40 M3 204–ph 10 M1 204–ph 20 M2 204–ph 30 M3 205–ph 10 M1 205–ph 20 M3 206–ph 10 M2 206–ph 20 M4 206–ph 30 M2 206–ph 40 M3

Ordonnancement FIFO On place dans l’ordre d’arrivé des OF 201–ph 10 M1 202–ph 10 M2 OF201–ph 20 M3 202–ph 20 M4 L’OF 202 est arrivé en 2ème , il est placé en fonction de la place laissée par l’OF 201. M2 étant disponible le lundi à 8h, il peut prendre cette place. 203–ph 10 M2 203–ph 20 M4 203–ph 30 M2 203–ph 40 M3 204–ph 10 M1 204–ph 20 M2 204–ph 30 M3 205–ph 10 M1 205–ph 20 M3 206–ph 10 M2 206–ph 20 M4 206–ph 30 M2 206–ph 40 M3

Ordonnancement FIFO On place dans l’ordre d’arrivé des OF 201–ph 10 M1 202–ph 10 M2 203–ph 10 M2 203–ph 30 M2 OF201–ph 20 M3 203–ph 40 M3 202–ph 20 M4 203–ph 20 M4 On place ensuite OF 203 204–ph 10 M1 204–ph 20 M2 204–ph 30 M3 205–ph 10 M1 205–ph 20 M3 206–ph 10 M2 206–ph 20 M4 206–ph 30 M2 206–ph 40 M3

Ordonnancement FIFO On place dans l’ordre d’arrivé des OF 201–ph 10 M1 204–ph 10 M1 205–ph 10 M1 202–ph 10 M2 203–ph 10 M2 203–ph 30 M2 204–ph 20 M2 206–ph 10 M2 206–ph 30 M2 OF201–ph 20 M3 203–ph 40 M3 204–ph 30 M3 205–ph 20 M3 206–ph 40 M3 202–ph 20 M4 203–ph 20 M4 206–ph 20 M4 Et ainsi de suite jusqu’à épuisement des OF

Ordonnancement FIFO On place dans l’ordre d’arrivé des OF Fin OF 201 201–ph 10 M1 204–ph 10 M1 205–ph 10 M1 202–ph 10 M2 203–ph 10 M2 203–ph 30 M2 204–ph 20 M2 206–ph 10 M2 206–ph 30 M2 OF201–ph 20 M3 203–ph 40 M3 204–ph 30 M3 205–ph 20 M3 206–ph 40 M3 202–ph 20 M4 203–ph 20 M4 206–ph 20 M4 Fin OF 201 On peut enfin vérifier les dates de fin de chaque OF et les comparer avec les dates de livraison. OK en avance OK en avance OK en avance OK en avance OK en avance OK en avance Avec cette méthode d’ordonnancement, tous les produits peuvent être livrés à l’heure

2) Ordonnancement par ratio critique  

Ordonnancement par ratio critique Avec notre exemple on arrive aux ratios critiques suivants: D’ou un ordonnancement dans l’ordre: OF1, OF2, OF3, OF4, OF6, OF5

Ordonnancement par ratio critique On place dans l’ordre des ratios critiques (le plus petite ratio en 1er) 201–ph 10 M1 204–ph 10 M1 205–ph 10 M1 202–ph 10 M2 203–ph 10 M2 203–ph 30 M2 204–ph 20 M2 206–ph 10 M2 206–ph 30 M2 OF201–ph 20 M3 203–ph 40 M3 204–ph 30 M3 206–ph 40 M3 205–ph 20 M3 202–ph 20 M4 203–ph 20 M4 206–ph 20 M4 Ordonnancement dans l’ordre: OF1, OF2, OF3, OF4, OF6, OF5

Ordonnancement par ratio critique On place dans l’ordre des ratios critiques (le plus petite ratio en 1er) 201–ph 10 M1 204–ph 10 M1 205–ph 10 M1 202–ph 10 M2 203–ph 10 M2 203–ph 30 M2 204–ph 20 M2 206–ph 10 M2 206–ph 30 M2 OF201–ph 20 M3 203–ph 40 M3 204–ph 30 M3 206–ph 40 M3 205–ph 20 M3 202–ph 20 M4 203–ph 20 M4 206–ph 20 M4 OK en avance Fin OF 205 OK en avance OK en avance OK en avance En retard… OK en avance Cette méthode est moins bonne que la méthode FIFO.

3)Ordonnancement par goulot prioritaire On identifie la machine « goulot », c’est-à-dire la machine la plus utilisée. On place ensuite les produits par ordre décroissant du temps total passé sur cette machine

Ordonnancement par goulot prioritaire Temps d’utilisation des machines: Machine 1 : 20 h Machine 2: 30 h Machine 3: 32 h Machine 4: 9 h La machine M3 est la plus utilisée, c’est la machine goulot La machine M3 est utilisée : OF201: 8h OF202: 0h OF203: 5h OF204: 6h OF205: 8h OF206: 5h

Ordonnancement par goulot prioritaire Temps d’utilisation des machines: La machine M3 est la plus utilisée, c’est la machine goulot La machine M3 est utilisée : OF201: 8h OF202: 0h OF203: 5h OF204: 6h OF205: 8h OF206: 5h Les OF 201 et 205 sont ceux qui utilisent le plus M3. On les placera en priorité On placera ensuite OF204 Puis OF203 et 206 On finira par OF202

Ordonnancement par goulot prioritaire Placement avec M3 prioritaire: 201–ph 10 M1 205–ph 10 M1 204–ph 10 M1 203–ph 10 M2 203–ph 30 M2 206–ph 10 M2 204–ph 20 M2 206–ph 30 M2 202–ph 10 M2 OF201–ph 20 M3 205–ph 20 M3 204–ph 30 M3 203–ph 40 M3 206–ph 40 M3 203–ph 20 M4 206–ph 20 M4 202–ph 20 M4 Les OF 201 et 205 sont ceux qui utilisent le plus M3. On les placera en priorité On placera ensuite OF204 Puis OF203 et 206 On finira par OF202

Ordonnancement par goulot prioritaire Placement avec M3 prioritaire : 201–ph 10 M1 205–ph 10 M1 204–ph 10 M1 203–ph 10 M2 203–ph 30 M2 206–ph 10 M2 204–ph 20 M2 206–ph 30 M2 202–ph 10 M2 OF201–ph 20 M3 205–ph 20 M3 204–ph 30 M3 203–ph 40 M3 206–ph 40 M3 203–ph 20 M4 206–ph 20 M4 202–ph 20 M4 OK en avance En retard… En retard… OK en avance OK en avance OK en avance Cette méthode n’est pas avantageuse ici.

Ordonnancement par goulot prioritaire Placement avec M3 prioritaire: 201–ph 10 M1 205–ph 10 M1 204–ph 10 M1 203–ph 10 M2 203–ph 30 M2 206–ph 10 M2 204–ph 20 M2 206–ph 30 M2 202–ph 10 M2 OF201–ph 20 M3 205–ph 20 M3 204–ph 30 M3 203–ph 40 M3 206–ph 40 M3 203–ph 20 M4 206–ph 20 M4 202–ph 20 M4 En faisant quelques petites modifications, on peut facilement empêcher les retards: Décalage de OF203 ph 30 d’une heure

Ordonnancement par goulot prioritaire Temps d’utilisation des machines: 201–ph 10 M1 205–ph 10 M1 204–ph 10 M1 203–ph 10 M2 202–ph 10 M2 203–ph 30 M2 206–ph 10 M2 204–ph 20 M2 206–ph 30 M2 202–ph 10 M2 OF201–ph 20 M3 205–ph 20 M3 204–ph 30 M3 203–ph 40 M3 206–ph 40 M3 203–ph 20 M4 202–ph 20 M4 206–ph 20 M4 202–ph 20 M4 En faisant quelques petites modifications, on peut facilement empêcher les retards: Décalage de OF203 ph 30 d’une heure Intercale OF 202 ph 10 dans l’espace libéré  plus de retard de OF 202 (fin demandé mardi 12h) Inversion de OF204 ph30 et OF203 ph 40

Ordonnancement par goulot prioritaire Temps d’utilisation des machines: 201–ph 10 M1 205–ph 10 M1 204–ph 10 M1 203–ph 10 M2 202–ph 10 M2 203–ph 30 M2 206–ph 10 M2 204–ph 20 M2 206–ph 30 M2 OF201–ph 20 M3 205–ph 20 M3 203–ph 40 M3 204–ph 30 M3 206–ph 40 M3 203–ph 20 M4 202–ph 20 M4 206–ph 20 M4 En faisant quelques petites modifications, on peut facilement empêcher les retards: Décalage de OF203 ph 30 d’une heure Intercale OF 202 ph 10 dans l’espace libéré Inversion de OF204 ph30 et OF203 ph 40  plus de retard pour OF203 (fin demandé Jeudi 17h) Planning optimisé !

Ordonnancement / Planification Une fois que l’ordonnancement est fini, on peut optimiser le planning en appliquant différents types de planifications (positionnement dans le temps) Planification au plus tôt Planification au plus tard Planification avec flottement Planification avec chevauchement

Planification au plus tôt On peut faire démarrer les taches le plus tôt possible, c’est ce que l’on appelle un « jalonnement au plus tôt ».   Dans cette méthode, on part de la date du jour et on calcul, à partir de là, le délai de livraison possible. Avantages : très souple pour le chef d’atelier Inconvénients : stock d’encours et produits finis importants

Ordonnancement FIFO au plus tot 201–ph 10 M1 204–ph 10 M1 205–ph 10 M1 202–ph 10 M2 203–ph 10 M2 203–ph 30 M2 204–ph 20 M2 206–ph 10 M2 206–ph 30 M2 OF201–ph 20 M3 203–ph 40 M3 204–ph 30 M3 205–ph 20 M3 206–ph 40 M3 202–ph 20 M4 203–ph 20 M4 206–ph 20 M4

Planification au plus tard On peut commencer les opérations le plus tard possible de manière à respecter les impératifs de délais fixés par le client, mais sans stocker trop d’encours ou de produits finis. Il s’agit alors d’un « jalonnement au plus tard ».   Avantages : minimisation des en-cours Inconvénients : très sensible aux aléas

Ordonnancement FIFO au plus tard On garde le même ordre des OF mais on les décale au plus tard en fonction de leur date de livraison 201–ph 10 M1 204–ph 10 M1 205–ph 10 M1 202–ph 10 M2 203–ph 10 M2 203–ph 30 M2 204–ph 20 M2 206–ph 10 M2 206–ph 30 M2 OF201–ph 20 M3 203–ph 40 M3 204–ph 30 M3 205–ph 20 M3 206–ph 40 M3 202–ph 20 M4 203–ph 20 M4 206–ph 20 M4

Comparaison au plus tot / plus tard Ordonnancement FIFO au plus tôt Ordonnancement FIFO au plus tard 201–ph 10 M1 204–ph 10 M1 205–ph 10 M1 202–ph 10 M2 203–ph 10 M2 203–ph 30 M2 204–ph 20 M2 206–ph 10 M2 206–ph 30 M2 OF201–ph 20 M3 203–ph 40 M3 204–ph 30 M3 205–ph 20 M3 206–ph 40 M3 202–ph 20 M4 203–ph 20 M4 206–ph 20 M4 201–ph 10 M1 204–ph 10 M1 205–ph 10 M1 202–ph 10 M2 203–ph 10 M2 203–ph 30 M2 204–ph 20 M2 206–ph 10 M2 206–ph 30 M2 OF201–ph 20 M3 203–ph 40 M3 204–ph 30 M3 205–ph 20 M3 206–ph 40 M3 202–ph 20 M4 203–ph 20 M4 206–ph 20 M4

Jalonnement avec flottement Il est possible d’identifier des « battements » entre certaines tâches. Le flottement correspond au temps de retard que l’on peut prendre sur une tâche sans pour autant augmenter la durée globale de réalisation du projet. Ce sont des éléments de flexibilité qui permettent à l’entreprise de perdre un peu de temps sans que cela n’ait de conséquence Cette méthode permet d’avoir un peu de marge entre chaque tâche afin de pouvoir palier à des éventuels aléas

Comparaison au plus tot / flottement Ordonnancement FIFO au plus tôt Ordonnancement FIFO avec flottement 201–ph 10 M1 204–ph 10 M1 205–ph 10 M1 202–ph 10 M2 203–ph 10 M2 203–ph 30 M2 204–ph 20 M2 206–ph 10 M2 206–ph 30 M2 OF201–ph 20 M3 203–ph 40 M3 204–ph 30 M3 205–ph 20 M3 206–ph 40 M3 202–ph 20 M4 203–ph 20 M4 206–ph 20 M4 201–ph 10 M1 204–ph 10 M1 205–ph 10 M1 202–ph 10 M2 203–ph 10 M2 203–ph 30 M2 204–ph 20 M2 206–ph 10 M2 206–ph 30 M2 OF201–ph 20 M3 203–ph 40 M3 204–ph 30 M3 205–ph 20 M3 206–ph 40 M3 202–ph 20 M4 203–ph 20 M4 206–ph 20 M4 Pas de retard

Jalonnement avec Chevauchement On peut également pour raccourcir les délais utiliser la technique du « chevauchement » qui consiste à faire démarrer une opération alors que la précédente n’est pas terminée. Avantages : Réduction du temps de fabrication Inconvénients : Nécessite un transfert continu des pièces

Exemple de chevauchement Imaginons une société d’usinage recevant une commande de 400 pièces. Ces pièces doivent subir les opérations suivantes : L’entreprise souhaite ordonnancer sa production et se demande combien de temps il faudra pour réaliser les 400 pièces.   En effectuant un jalonnement au plus tôt, on obtient le GANTT suivant :

Exemple de chevauchement La production du lot de 400 pièces se termine donc au bout de 9h00. L’entreprise trouve ce délai trop long, et se propose d’effectuer un chevauchement en coupant les lots de fabrication en 4 (lots de 100 pièces). Ceci permet de transférer plus rapidement au poste suivant un lot de pièces. On obtient alors le diagramme suivant :

Exemple de chevauchement Le lot se termine maintenant au bout de 5h15. On a presque réduit le temps de moitié. On pourrait encore réduire ce temps en diminuant la taille de lot, jusqu'à passer à des « lots unitaires » … Remarque : Le pourcentage de recouvrement de U4 est beaucoup moins important que celui des autres opérations. En effet, il ne faut pas trop le baisser sinon, on risque de finir U4 avant U3, ce qui est un peu génant…