Computer Integrated Manufacturing

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1 Computer Integrated Manufacturing
27/03/2017 Architecture CIM Computer Integrated Manufacturing Apparu dans les années 1980, le modèle CIM essai d’apporter une réponse à la quête de performance des entreprises en démontrant que l’automatisation seule ne suffisait pas et qu’il est nécessaire de gérer la communication entre les différents niveaux structurels. La représentation la plus courante fait apparaître un découpage structurel de l’organisation de l’entreprise et une communication spécifique entre les niveaux du modèle. Encore largement répandu et légitime de part la visualisation des couches métiers intégrants l’homme, les données et les moyens, il a rapidement mis en évidence certaines faiblesses, contraintes et limitations.

2 Computer Integrated Manufacturing
27/03/2017 Architecture CIM Computer Integrated Manufacturing Faiblesse structurelle Mécanismes d’échanges construits autour d’un transfert vertical de l’information (N-1, N+1) ce qui nécessite une remise en forme de l’information à chaque Interface (protocoles) Faiblesse technologique Evolution vers des architectures d’automatisme réparties et/ou distribuées Capacité de traitement des composants

3 Concept CIM Réseaux E/S Transferts d’informations
27/03/2017 Concept CIM Transferts d’informations Protocoles de communication Direction Niveau 5 Gestion d’entreprise Niveau 4 Réseaux Traçabilité industrielle Niveau 3 IHM Supervision Niveau 2 Contrôle commande Niveau 1 E/S Niveau 0

4 (Manufacturing Execution System)
27/03/2017 Le M . E . S . (Manufacturing Execution System) Système d’information de l’atelier de production Marché encore jeune, il doit encore se structurer Outils d’exécution suivi et pilotage Passerelle entre la planification (GPAO, ERP) et le contrôle commande Deux mondes qui ne savent pas bien communiquer entre eux sinon qu’à travers des développements spécifiques, et de ressaisies manuelles, sources de pertes de temps et de risques d’erreurs.

5 ERP ( Entreprise Ressource Planning )
27/03/2017 Le M . E . S . (Manufacturing Execution System) Traduction : Système d’exécution des fabrications Le domaine est celui de l’exécution, situé entre celui de la planification (ERP, PGI, GPAO) et le contrôle commande (Supervision et contrôle commande). ERP ( Entreprise Ressource Planning ) PGI ( Progiciels intégrés de Gestion )

6 Suivi en temps réel de la production
27/03/2017 Le M . E . S . (Manufacturing Execution System) Ordonnancement Gestion du personnel Suivi en temps réel de la production Gestion des ressources Acquisition des données Contrôle de la qualité Gestion des procédés Gestion des documents Traçabilité Analyse des performances Gestion de la maintenance

7 C'est un modèle fonctionnel
27/03/2017 Le M . E . S . (Manufacturing Execution System) La norme S95 C'est un modèle fonctionnel fédérateur des 11 fonctions Position centrale : le contrôle de production Propose en exemple un modèle fonctionnel qui permet d’analyser les flux d’informations mis en jeu par le MES et leur traitement.

8 d’instructions produits
La norme S95 27/03/2017 Exemple de modèle fonctionnel BE 3 Nomenclatures Gammes Produits nouveaux Consignes industrialisation Méthodes 4 Fiches d’instructions produits 1 Processus Planification production Produits à réaliser Par jour et par poste Logistique 2 Recommande Pièces manquantes Contrôle production Qualité 5 Confomité Relevés des contrôles Appro. 8 Commandes éléments Contrôle gestion 6 Taux rebuts Qtés produites Tps MO et machines Maintenance et Informatique réseau 7 Demandes correctives

9 Un modèle opérationnel en 9 points
27/03/2017 La norme S95 Un modèle opérationnel en 9 points L’ordonnancement détaillé Séquence des produits à fabriquer, la quantité et les attributs comme la date d’exécution . Gestion des ressources Personnel, équipements, matières premières, énergie. Gestion des produits Gammes ou recettes de fabrication Lancement des productions Manuel, par OF, automatique (plan de production), semi auto

10 Un modèle opérationnel en 9 points
27/03/2017 L’exécution des productions Moteur d’exécution multiprocédé et d’allocation dynamique des ressources. Le suivi de production Partie opératoire de la traçabilité des produits. Suivi durant la fabrication du produit et des éléments convergents (Tracking). La traçabilité (services) Acquisition et historisation des données. Relation étroite avec le suivi de production et l’analyse de production. Un modèle opérationnel en 9 points Le contrôle de la qualité Mise en œuvre des méthodes de contrôle systématiques ou statistiques (SPC,SQC par ex.). L’analyse de la production Indicateurs de qualité et de performance. Rapports de quantitatifs de production, taux de rendement globaux, par sous Ensembles.

11 IMPACT du MES sur le CIM E R P MES SCADA commande contrôle PROCESS RH
27/03/2017 IMPACT du MES sur le CIM E R P RH Clients Achats Finance Temps différé Temps réel Informations pilotage MES Applications pilotage surveillance SCADA commande contrôle PROCESS

12 27/03/2017 Ethernet fédérateur Ethernet devient un réseau fédérateur dès le niveau 2, on parle d’Ethernet atelier. Le MES par ses fonctionnalités, s ’adosse nativement tant sur le plan du pilotage que de la supervision de l’atelier de production. Ethernet se pose en médiateur afin de réduire la fracture entre le monde de l’informatique de gestion et celui de la production.

13 L’état de l’art fréquent
27/03/2017 L’état de l’art fréquent Chaque service à sa propre organisation et son propre système informatique annexe. Par exemple Le service qualité à mis en œuvre une solution d’analyse des causes de rebuts à l’aide d’un tableur, alimenté par le report des analyses faites sur le terrain au format papier. le service maintenance à mis en œuvre une solution d’analyse des causes d’arrêts machines à l’aide d’une ou plusieurs bases de données locales, alimentées par saisies manuelles des opérateurs. On se rend compte que la multiplicité des systèmes « maison » engendre une perte de la maîtrise des systèmes informatiques en place, un partage des informations difficiles, des corrélations de données de production impossibles. Ces systèmes sont souvent maîtrisés par leur propriétaire, difficilement maintenables et sont un verrou à la réorganisation des flux d’informations et à leur optimisation.

14 Portée et impact d’un MES
27/03/2017 Portée et impact d’un MES Pas de remise en cause systématique de l’organisation de l’entreprise Mise en place globale des mécanismes de circulation des informations de la production Fournir des méthodes et des outils homogènes.

15 Répondre simplement et rapidement
27/03/2017 Répondre simplement et rapidement Quel est le fournisseur de la matière première relative à la commande X ? Quel était l’état de ma mesure (température four, durée, vitesse) pendant la fabrication de la commande ? Ou en est l’encours d’atelier ? Quelle est la répartition de mes arrêts de production ? Quelle est la durée d’arrêt de cette machine au cours du mois dernier ? Quel réglage doit on effectuer sur le capteur Y ?…

16 27/03/2017 Optimiser les processus et les ressources de production dans un MES, c’est : Améliorer la compétitivité C’est mieux comprendre et optimiser les flux de production Mesurer avant d’agir ensuite sur les points critiques en mettant en place des indicateurs liés au bilan matière, à la productivité en fonction des lots, aux arrêts machines. Le MES permet de collecter en temps réel les données d’atelier et de fournir des tableaux de bord de pilotage de production. Ces indicateurs (TRS, MTBF, MTTR) permettent une véritable gestion des actifs (assets management).

17 quelques indicateurs supplémentaires…
Au passage, quelques indicateurs supplémentaires… 27/03/2017 MTBF Mean Time Between Failure Temps moyen écoulé entre deux pannes MTTR Mean Time To repaire Temps moyen mis pour réparer un système en panne MTBE Mean Time Between Errors Temps moyen entre deux erreurs MTTF Mean Time To Failure Temps moyen que met un système pour tomber en panne

18 Améliorer la compétitivité
27/03/2017 Optimiser les processus et les ressources de production dans un MES, c’est : Améliorer la compétitivité C’est repenser les processus de production Pouvoir modéliser le savoir faire dans des processus, en assurer la traçabilité d’exécution et la mesure de performance est un atout majeur. Le MES est l’occasion de modéliser et repenser les processus de production. Il permet de mettre en place des outils d’amélioration des performences

19 27/03/2017 Optimiser les processus et les ressources de production dans un MES, c’est : Améliorer la compétitivité En se dotant d’outils d’aide à la décision dynamiques Comment connaître le véritable prix de revient, en temps réel, Le MES permet de préparer les données et de les transmettre à l’ERP et rendre automatique la mise à disposition des résultats des sites de production pour le système de gestion. Réactivité, diminution des saisies dans l’ERP, minimisation des taches d’administration des opérateurs

20 27/03/2017 Optimiser les processus et les ressources de production dans un MES, c’est : Améliorer la compétitivité Sauvegarder les savoir-faire Par la modélisation des processus de production (outils de gestion des gammes, mémorisation, rejout des scénarios…)

21 Pérenniser la valeur ajoutée
27/03/2017 Optimiser les processus et les ressources de production dans un MES, c’est : Pérenniser la valeur ajoutée grâce à la traçabilité

22 Quelle solution MES choisir ?
27/03/2017 Quelle solution MES choisir ? Premier filtre : Industries de process avec cycles de production continus et/ou batch ? Industries manufacturières ? Dans le premier cas , les éléments essentiels seront : le module d’historisation de données de production permettant de conserver sur une longue période (au delà de 2 ans) les principales données permettant de caractériser son process de production. Le module de traçabilité permettant de gérer une production par batchs ou lots de fabrication. Dans le domaine manufacturier, on parle plutôt de séries. Les éléments déterminant sont La taille des séries La maîtrise des flux de produits et des encours (Outils de modélisation des flux norme ISA 95)

23 Quelle solution MES choisir ?
27/03/2017 Quelle solution MES choisir ? Deuxième filtre : Taille de l’entreprise (budget potentiel) Rapide et ciblée ? Problème ponctuel sur une nouvelle ligne, Pilotage du flux tiré dans l’atelier Ou Réflexion plus globale pour le long terme élargie aux différents acteurs : production, méthodes, qualité, maintenance ? La taille des séries La maîtrise des flux de produits et des encours (Outils de modélisation des flux norme ISA 95)

24 Quelle solution MES choisir ?
27/03/2017 Quelle solution MES choisir ? Troisième filtre : Type de partenariat Compétences externes de conseil, formation et d’intégration ? Ou Gestion de projet interne ? Dans tous les cas, il faut adopter une démarche projet rigoureuse avant de s’engager dans le choix d’une offre MES : Analyse de besoins Consultation des fournisseurs Établissement de la grille d’évaluation des offres Benchmarking industriels

25 Le CONSTAT En résumé, même si la mise en place du système MES
27/03/2017 Le CONSTAT Il est aujourd’hui avéré que les véritables gains liés à la mise en place du MES viennent de la réactivité d’ensemble du système. Cette réactivité permettra par exemple, de passer rapidement d’un produit à un autre sur une même ligne de fabrication, tout en conservant une traçabilité parfaite des lots fabriqués. Ou encore, elle permettra de réagir instantanément à l’indisponibilité d’une ressource (équipement, équipe de travail), en réaffectant les fabrications sur d’autres ateliers en recalculant les performances attendues et réelles dans le nouvelle configuration de production. Encore faut-il que ces possibilités n’aient pas été " verrouillées " lors de la conception du système, en isolant des sous-ensembles physiques (ateliers, lignes de production …), ou fonctionnels (contrôle de process, traçabilité, analyse de performance, …), les mettant dans l’incapacité de dialoguer efficacement. En résumé, même si la mise en place du système MES peut se faire par étapes pour une meilleure adéquation budgétaire, le retour sur investissement sera d’autant plus concret que son approche aura été faite globalement.

26 27/03/2017 Conclusion sur le MES Avec une démarche s’appuyant sur une modélisation opérationnelle des installation, la mise en place d’un outil de MES et son déploiement deviennent claires et rapides. Elle ne fait appel à aucune phase de développement informatique lourd, mais à un paramétrage proche du process de l’industriel, donc facile à maîtriser. La mise en place des pilotes peut être cadré en moins de trois mois et le déploiement complet dans une période de deux à quatre mois, suivant que l’on envisage ou non un déploiement multisite.

27 << La norme ANSI/ S95 >>
27/03/2017 << La norme ANSI/ S95 >> Les travaux sur la S95 ont été menés par l’ISA (Instrumentation, Systems & Automation Committee) sur la base des fonctionnalités du MES déjà identifiées par le MESA. (Il s’agit du 95ième projet traité par ce comité, et par coïncidence les travaux ont débuté en 1995). La norme S95 s’attache à la formalisation des échanges autour du système de production vers les autres domaines de l’entreprise. Conçue pour s’appliquer à tous les types de production, elle n’impose pas de modèle d’organisation de l’entreprise, ni d’architecture du système de production. Elle suggère toutefois un modèle physique de l’entreprise extrapolé à partir de la norme S88 et une définition des fonctions et des flux d’informations basée sur le modèle PRM (Purdue University Reference Model) publié par l’ISA. Normalisée par l’ANSI (American National Standards Institute), et rassemblant un formidable travail d’analyse fine des process industriels et de leur traduction dans le MES, la S95 constitue aujourd’hui une référence reconnue par l’ensemble des acteurs du domaine du MES.