L`amélioration de la performance, l`optimisation de la production

L’amélioration de la performance, l’optimisation de la production sont des objectifs majeurs du
MES. Toutes les fonctions du MES sont importantes, d’où d’ailleurs la notion de système, mais c’est
souvent vers l’analyse de la performance, et en particulier le TRS, que les industriels se tournent en
premier lieu. C’est une évidence : pouvoir améliorer la performance c’est d’abord pouvoir la
mesurer !
Aussi c’est souvent de cette fonction que les industriels attendent le retour sur investissement le
plus rapide de la mise en place d’un MES. C’est tout à fait justifié, à condition de ne pas donner à
l’analyse de performance un sens trop strict, ce que nous allons voir dans la suite. Mais n’anticipons
pas trop…
Quand on parle d’analyse de performance, on parle d’indicateurs de performance, les KPI ou Key
Performance Indicators en anglais, et très rapidement on en vient au TRS (OEE en anglais),
indicateurs tellement mis en avant que l’on peut avoir l’impression que l’analyse de performance se
limite au calcul du TRS, voire même que le MES tout entier revient à la mise en place et au suivi de
cet indicateur.
En fait, l’amélioration de la performance, très liée à l’amélioration continue, est une démarche dans
laquelle s’inscrit le MES tout entier. Une façon simple de la décrire est le modèle DMAIC :
- Définir des indicateurs et des objectifs
- les Mesurer
- Analyser les causes
- Improve, soit Améliorer ou Innover si l’on veut garder l’initiale
- Contrôler ou piloter le procéder en fonction de ces améliorations
Et le cycle peut être réitéré : il s’agit d’une démarche d’amélioration continue, mise en avant dans
les méthodes 6 sygma ou les démarches TPM (Total Productive Maintenance).
Dans ce cycle, l’analyse de performance va couvrir essentiellement les trois premières étapes, les
deux autres étapes vont plus faire appel à la créativité de l’équipe de production, au management
et à l’organisation.
Revenons donc sur ces trois premières étapes.
Tout d’abord, définir les indicateurs et les objectifs. Ces indicateurs peuvent être des indicateurs de
productivité, comme le célèbre TRS, des indicateurs de rentabilité, des indicateurs sur les
consommations, l’énergie, ou même des indicateurs environnementaux.
Il va falloir ensuite suivre ces indicateurs, soit manuellement (ce que l’on appelle le bâtonnage), de
manière automatique ou de façon mixte.
Ensuite, il faudra analyser les résultats, en tenant compte à la fois des facteurs matériels et des
facteurs humains.
Pour illustrer la démarche d’analyse de performance, nous allons prendre l’exemple du TRS,
indicateur phare de la productivité. Mais tout d’abord, pourquoi le TRS est-il autant mis en avant ?
Une des raisons du succès du TRS est la simplicité. Nous verrons qu’il s’agit d’un indicateur
relativement simple à comprendre et à mesurer.
Une seconde caractéristique du TRS, peut-être la plus importante, est qu’il est indépendant de
l’industrie et de son niveau d’activité. Sa définition a un sens pour toute industrie. Mais le TRS va
plus loin : des indicateurs qui s’exprimeraient en tonnes (corrigées ou non), en nombre de
produits/heure, etc., ne permettraient pas de comparer aisément deux usines ou même deux lignes
de production. Le TRS s’exprime en pourcentage et permet donc la comparaison des lignes de
production, des ateliers ou des usines, même si leur niveau de production est différent.
Un point qui plait beaucoup aux gestionnaires ou au management, il s’agit d’un indicateur
synthétique. TRS signifie d’ailleurs Taux de Rendement Synthétique (en anglais OEE signifie Overall
Equipment Efficiency). En un seul chiffre on peut caractériser la productivité d’une ligne ! En même
temps, le TRS est de fait la conjonction de plusieurs indicateurs, qui vont permettre d’analyser la
productivité suivant différents axes : le taux de disponibilité, le taux d’efficacité, et le taux de
qualité.
Un autre élément est que les données collectées pour le calcul du TRS permettent généralement le
calcul d’autres indicateurs connexes intéressants comme le TRG (Taux de Rendement Global), le
TRE (Taux de Rendement Economique) ou des indicateurs liés à la maintenance comme le MTBF
(temps moyen de bon fonctionnement) et le MTTR (temps moyen de réparation).
Le TRS est également un indicateur normalisé. A l’origine norme française, elle a été étendue au
niveau européen. Même s’il n’est pas normalisé au niveau international, l’OEE est aussi utilisé
mondialement.
Le TRS est aujourd’hui largement diffusé et connu des industriels, et le succès engendre le succès.
Les industriels qui souhaitent améliorer leur performance cherchent naturellement des points de
repères et le TRS est une très bonne façon de commencer.
Le calcul du TRS repose sur la décomposition du temps total de vie d’un équipement ou d’une
installation.
On distingue en premier lieu le temps d’ouverture, c’est à dire le temps pour lequel l’accès à
l’équipement où à l’installation est possible. Le temps en quelque sorte perdu par rapport au temps
total correspond à la fermeture de l’installation.
De ce temps d’ouverture, on devra aussi déduire les arrêts planifiés. Suivant les organisations de
travail, il pourra s’agir des pauses, des repas, des arrêts pour la maintenance des équipements, des
réunions, des essais, etc. On obtient ainsi ce que l’on appelle le temps requis.
Sur ce temps, on devra aussi déduire les temps perdus pour des problèmes, des pannes, des
réglages, des changements d’outils ou de production, que l’on peut regrouper sous le terme de
« perte de disponibilité » de l’équipement. On obtiendra ainsi le temps où l’équipement est en
fonctionnement. On pourra d’ailleurs calculer à ce niveau un premier taux en pourcentage qui est la
Disponibilité opérationnelle (Do) de l’équipement, qui représente le temps de fonctionnement sur
le temps requis.
Mais durant ce temps de fonctionnement, l’équipement ne produit pas nécessairement à da
cadence nominale. Ce peut être le fait d’une baisse de cadence, de micro-arrêts ou de défauts
machine, qui induisent une perte de performance. Le temps obtenu en les déduisant est le temps
net. On peut calculer à ce niveau le taux de performance Tp, qui représente le temps net sur le
temps de fonctionnement.
Enfin ce temps net n’est pas nécessairement consacré à la production de produits corrects. Un
certain nombre de produits vont être mis au rebut ou retournés en production. Cette perte de
qualité correspond à un temps qui peut être déduit du temps net. Le temps réellement consacré à
la production de produits bons est appelé temps utile. Un troisième taux peut être calculé à ce
niveau, le taux de qualité Tq, qui représente le temps utile sur le temps net.
Le taux de rendement synthétique TRS se calcule comme le produit de ces trois derniers taux,
disponibilité opérationnelle x taux de performance x taux de qualité. Il représente également le
temps utile sur le temps requis.
En plus des informations qui affectent la production au sein du temps requis, c’est à dire du temps
réellement maîtrisé par les équipes de production, les exploitants souhaitent souvent connaître
l’impact des arrêts planifiés de production, et donc calculer le ratio entre le temps utile et le temps
d’ouverture total. Ce ratio est le TRG, pour taux de rendement global. Dans la pratique, il est
souvent calculé en même temps que le TRS et il arrive même assez souvent que ce que l’on appelle
TRS soit en fait le TRG.
On peut acquérir les données de différentes façons. Dans l’exemple du TRS, ce sont principalement
des temps qui sont à prendre en compte, et ils peuvent être acquis de façon plus ou moins
automatisée. C’est ce que nous représenterons sur un premier axe : l’axe d’automatisation de la
collecte. La collecte peut consister en une saisie purement manuelle sur des fiches, qui va parfois
consister à noircir des cases, ce que l’on appelle le bâtonnage, en une saisie informatique, ou à
l’acquisition directe d’informations au niveau des automatismes. Il est rare que toutes les
informations soient acquises de la même façon. Par exemple, le temps d’un arrêt sera comptabilisé
directement par dialogue avec les automatismes mais son identification sera réalisée par saisie
informatique. L’acquisition des informations sera donc plus ou moins automatisée, ce que reflète
cet axe.
Si l’on s’intéresse au coût de la collecte et du traitement, on s’aperçoit qu’une saisie purement
manuelle est la plus coûteuse, car elle nécessite une première saisie papier, puis une ressaisie sur
Excel ou un autre outil qui va permettre le calcul. De son côté, la saisie informatique est
évidemment plus coûteuse en temps homme qu’une acquisition directe au niveau des
automatismes, qui n’en consomme aucun. Le coût de collecte augmente donc le long de l’axe
d’automatisation de la collecte comme le montre la figure.
Les charges de collecte des informations sont d’autant plus importantes à prendre en compte
qu’elles pèsent essentiellement sur les opérateurs, dont les temps de réalisation des opérations de
production sont généralement serrés. Ils risquent donc d’avoir du mal à prendre en compte de
nouvelles charges, et il ne faudrait pas aboutir à ce paradoxe que l’analyse de la performance ait
pour principal effet de la faire baisser !
Par ailleurs, calculer un indicateur c’est bien. Qu’il soit juste c’est mieux ! Si la saisie des
informations n’est pas effectuée en temps réel, la collecte des informations sera différée. C’est ce
que nous représentons sur un second axe qui est celui du retard de collecte des données.
Plus grande sera la proportion des informations acquises manuellement et plus ces données vont
être collectées avec retard par rapport au moment où les événements se sont produits, plus le
risque d’erreur, par erreur de saisie ou oubli (combien de temps avait exactement duré cet arrêt de
bourrage ?) sera élevé. A l’inverse, une acquisition des données en temps réel, essentiellement
automatisée augmente la fiabilité des informations.
Nous voyons donc que tant la recherche d’obtention d’indicateurs fiables que la réduction des
coûts de collecte militent pour l’acquisition de données en temps réel avec une connexion directe
aux équipements.
Une fois les données acquises de manière fiable, il reste encore à calculer les indicateurs. Là, nous
allons voir que, en exagérant un peu, « l’enfer est dans les détails ».
Généralement, on va se focaliser sur les formules de calcul, plus ou moins complexes. En réalité, ce
n’est pas vraiment le problème : bien explicitée, une formule peut être facilement transcrite en
code informatique. Les vraies difficultés viennent d’ailleurs.
Tout d’abord, mesurer le TRS en instantané, ou sur la dernière demi-heure, est intéressant, mais
vous allez être rapidement amenés à le comparer à celui de la veille, ou du mois précédent. Pour
cela, il vous faut disposer d’un filtrage par date souple, et facile à utiliser pour l’exploitant.
Une approche similaire est l’approche par équipe, qui va permettre de comparer les performances
de deux équipes différentes sur une même ligne.
Dans les problèmes un peu plus délicats, on va trouver les arrêts à causes multiples. Par exemple,
un bourrage survient, puis la machine cesse d’être alimentée en amont. Sous quelle cause va être
comptabilisé l’arrêt. Il est facile de voir que si ce type d’arbitrage n’est pas fait correctement, on
risque d’attribuer l’arrêt à une mauvaise cause, et de travailler à la réduire sans succès. On peut
imaginer des priorités entre les arrêts, mais ce n’est pas forcément la meilleure solution, car on
perd une partie de l’information.
Un problème similaire est celui des fermetures d’installation, ou des arrêts pour maintenance, qui
peuvent survenir alors qu’une cause de défaut est active. Là encore, l’affectation correcte des
temps est essentielle.
Pour toutes ces raisons, le responsable d’exploitation devra souvent être à même d’effectuer des
modifications a postériori de certaines informations pour les corriger. Au minimum il devra être
capable de modifier des causes d’arrêt ou de rebut, mais dans certains cas également des temps.
Une autre clé pour une analyse de performance efficace est de ne pas la restreindre à un périmètre
trop réduit.
Souvent, le calcul du TRS est mis en place sur une machine particulière, dont le débit conditionne
en première approche celui de la ligne.
C’est le cas par exemple des machines de conditionnement, situées en bout de ligne. Il est vrai que
ces machines sont généralement coûteuses, et que tout point de productivité perdu au niveau de
ces machines a un coût élevé.
Mais on peut aussi perdre de la productivité au niveau d’une machine de conditionnement parce
qu’elle est insuffisamment alimentée, tout simplement parce qu’une ligne de production est un
système interdépendant. Il est alors essentiel que le TRS et son analyse soient faits au niveau de
chaque machine de la ligne.
Ne pas réduire trop le périmètre d’analyse, c’est aussi ne pas se limiter au TRS, qui va s’attacher en
partie au personnel mais surtout aux équipements. La performance est aussi à rechercher dans la
réduction des pertes matières, qui peuvent engendrer d’importantes pertes de marge, et aussi dans
une meilleure gestion de l’énergie consommée.
Dans ces domaines, il y a moins d’indicateurs standardisés comme le TRS. Tout cela va
immanquablement vous conduire à définir vos propres KPI (indicateurs clés de production), et vous
devrez disposer pour cela d’un véritable système MES qui vous permettra de le faire.
Enfin, quel que soient les indicateurs que vous aurez choisis et définis, vous devrez être capable de
les faire évoluer et d’en définir de nouveaux, pour vous placer dans la démarche d’amélioration
continue dont nous avons parlé en introduction.
Résumons ce que nous avons vu lors de cette présentation :
- Tout d’abord il est clair que le TRS est d’un apport considérable pour toute entreprise qui
souhaite mesurer et améliorer sa performance. La clé de son succès est sa relative simplicité
et son universalité.
- Nous avons vu ensuite qu’une acquisition en temps réel des données était la clé à la fois de
leur fiabilité, et d’une perturbation minimale des opérateurs
- Pour autant, simple ne veut pas dire simpliste. Pour tirer parti des mesures effectuées, il
faut disposer d’un outil qui permette de les analyser finement
- Nous avons vu également que l’analyse de performance ne devait pas se contenter d’une
analyse ponctuelle, avec un seul indicateur, mais devait définir d’autres indicateurs clé de
production
- Tout ceci peut se résumer dans la nécessité de disposer d’un véritable système MES qui
permettra la mise en place d’une démarche d’amélioration continue.