Implantation d`atelier

Implantation d’atelier
1ère partie
Franck Fontanili – Centre de Génie Industriel
EMAC/IFIE_GIPSI_M2
Plan de la présentation





Processus général d’implantation
Estimation des surfaces nécessaires
produits les p
plus importants
p
Pareto des p
Matrice de proximité des équipements
Dimensionnement d’une
d une ligne de type
flow shop
d une ligne de type flow
 Implantation d’une
shop
Franck Fontanili – Centre de Génie Industriel
EMAC/IFIE_GIPSI_M2
2
Processus général
d’implantation
EMAC/IFIE_GIPSI_M2
3
Processus d’implantation
 Présentation du processus général
Liste et dimensions au
sol des équipements
Estimer les
surfaces
nécessaires
Moyens de
manutention utilisés
Méthode de
Guerchet
Liste des équipements
Fixer les
contraintes de
proximité
Degré qualitatif
de proximité
Surface minimale
de l’atelier
Schéma
d’implantation
générale
Identifier
l’implantation
actuelle
Par
sections
homogènes
(job shop)
Identifier des
regroupements
d’équipements
Matrice de
proximité
Liste des références
et gammes de
fabrication
Choisir les
produits
significatifs
i ifi tif
Critère de filtrage :
volumes, tailles de lot,
chiffre d’affaire, etc.
Dimensionner
Di
i
la
l
capacité de la
ligne
Îlots ou cellules par
familles de produits
Algorithme
g
de
King
Flux critiques
Par projet
ou
produit
fixe
En ligne
(flow
shop)
Optimiser
l’implantation
des postes de
travail d’un îlot
Implantation
théorique optimale
Nombre de
postes de travail
Calcul du
nombre de
postes
Implanter au cas
par cas
Equilibrer la
charge des
postes de travail
Opérations regroupées
sur les postes de travail
Regroupement
d’opérations
Calcul du taux
d’équilibrage
Méthode des
chaînons
Méthode des
rangs moyens
Pareto
Réaliser le plan
de la nouvelle
implantation
Implantation
pratique retenue
Outil de dessin
(Visio, etc.)
EMAC/IFIE_GIPSI_M2
Implantation
Optimiser
l’implantation théorique optimale
des postes de
travail de la ligne
Mesurer la
performance de
l’implantation
Amélioration
continue
Rf, Rc, Rzz, RS
4
Estimation des
surfaces nécessaires
EMAC/IFIE_GIPSI_M2
5
Estimation des surfaces 1/3
 Objectif
Estimer la surface nécessaire à une implantation
 Principe général
• Surface au sol de chaque équipement = Ss
• Surface de gravitation = Sg, avec Sg =
nombre de côtés d’accès à la machine
• Surface d’évolution = Se, avec Se =
fonction des moyens de manutention
Ss.N et N correspond au
(Ss + Sg).k et k choisi en
V l
Valeurs
à choisir
h i i pour lle ffacteur
t
k
pont roulant
balancelles
convoyeurs
01
0,1
02
0,2
0 3 à 0,4
0,3
04
EMAC/IFIE_GIPSI_M2
manutention
transpalette
manuelle
05
0,5
0 75 à 1
0,75
chariot
élévateur
2à3
6
Estimation des surfaces 2/3
 Calcul de la surface totale minimale
• St = Ss + Sg + Se
• Exemple pour une seule machine :
Surface totale minimale St = 78 m2
Surface au sol
Ss = 13 m2
Surface de
gravitation
Sg = 26 m2
(N = 2)
Surface
d’évolution
Se = 39 m2
(k = 1)
EMAC/IFIE_GIPSI_M2
7
Estimation des surfaces 3/3
 Application
Reprendre l’étude de cas de la séquence précédente et faire un tableau sur Excel pour calculer la
surface minimale nécessaire. Les moyens de manutention utilisés sont des transpalettes.
Comparer avec la surface réelle de l’atelier, avec la surface à valeur ajoutée déjà calculée.
Commentaires et Conclusions.
Conclusions
EMAC/IFIE_GIPSI_M2
8
Pareto des produits les
plus importants
EMAC/IFIE_GIPSI_M2
9
Pareto des produits 1/2
 Objectif
Limiter l’étude d’implantation aux produits les
plus importants
 Principe empirique de la loi de Pareto (ou loi ABC ou
loi des 80-20)
• 20% des produits représentent 80% d’un
d un critère
• Critères possibles : volume de production, chiffre d’affaire, charge de
travail, nombre de machines utilisées, etc.
EMAC/IFIE_GIPSI_M2
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Pareto des produits 2/2
 Exemple
On a approximativement :
A = 80%
B = 15%
C = 5%
C
100,0
B
90,0
80,0
,
70,0
60,0
80% du volume
A
50,0
40,0
30,0
20,0
675235
286785
217546
321233
753442
123187
356463
138476
978876
326565
123654
123123
265375
987566
978875
345453
123789
132444
899876
0,0
875562
10,0
20% des réf
réf.
 Application
Compléter la feuille Excel Application Pareto cours.xls
cours xls pour trouver le % du volume de production des
20% des produits les plus importants.
Tracer un graphique identique à celui de l’exemple ci-dessus.
EMAC/IFIE_GIPSI_M2
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Matrice de proximité
des équipements
EMAC/IFIE_GIPSI_M2
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Matrice de proximité 1/3
 Objectif
Rapprocher (éloigner) les postes qui ont des
impératifs de proximité (d’éloignement)
 Méthode qualitative par constructions successives
• Ch
Choix
i d’
d’un critère
iè d
de rapprochement
h
ou d’él
d’éloignement
i
: flflux d
de produit,
d i
déplacements des personnes, bruit, lumière, partage de ressource,
dangerosité, etc.
• Degrés de proximité qualitatifs :
A = absolument nécessaire, B = très important, C = important,
D = sans importance, E = éloignement souhaitable, F = éloignement impératif
(les anglosaxons utilisent les lettres A(bsolutely), E(specialy), I(mportant), O(kay), U(nimportant), X
(Undesirable)
 Utilisation d
d’une
une matrice de proximité
EMAC/IFIE_GIPSI_M2
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D A C B
Production
E D F
Bureaux
A E
Magasin matières
E
Expédition et réception
Stockage produits
magasin outillage
Ma
agasin outillage
Racks de stocka
age
Ma
agasin matière
es
Burreaux
Pro
oduction
 Exemple
Exp
pédition et réc
ception
Matrice de proximité 2/3
A
E
D
D
D
A = absolument nécessaire, B = très important, C = important,
D = sans importance, E = éloignement souhaitable, F = éloignement impératif
 Réalisation d’un graphe d’implantation théorique
•
•
•
Représentation schématique des proximités (éloignements)
Arcs de liaison d’épaisseur
d épaisseur proportionnelle au degré de proximité
Méthodologie :
• Par constructions successives (crayon et gomme !)
graphe
p ((les p
postes)) en fonction du degré
g de p
proximité
• Positionner les sommets du g
décroissant : d’abord les arcs de degré A (absolument nécessaire) puis les arcs de degré
B (très important)…etc.
• Sommets à éloigner (degrés E et F) à positionner en dernier
EMAC/IFIE_GIPSI_M2
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Matrice de proximité 3/3
 Exemple (issu de la matrice précédente)
Racks de
stockage
Bureaux
Expédition et
réception
p
Degré de
proximité
A
B
C
D
E
Magasin
matières
Production
Magasin
outillage
F
 Application
A partir de l’exemple précédent, proposer un graphe d’implantation théorique afin que les sommets et les
arcs satisfassent au mieux les degrés de proximité (à compléter sur le fichier GrapheImplantation.vsd)
GrapheImplantation vsd)
EMAC/IFIE_GIPSI_M2
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Dimensionnement d’une
ligne de type flow shop
EMAC/IFIE_GIPSI_M2
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Dimensionnement 1/5
 Nombre de postes de travail nécessaires
• Données :
• Demande en produits/unité de temps : D
• Cadence en unité de temps/produit (appelé aussi takt time): C = 1/D
• Rendement global de la ligne : R
• Temps opératoire de chacune des k opérations : Tu(i) avec i = 1 à k
• Calculs
C l l :
• Temps de cycle maximal du poste goulet : Tc = R . C
• Nombre minimal de postes de travail : Nmin
k
Nmin 
EMAC/IFIE_GIPSI_M2
 Tu(i)
i 1
Tc
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Dimensionnement 2/5
 Problème de l’équilibrage de ligne
• Données complémentaires :
• Séquence chronologique des opérations élémentaires (graphe de précédence)
A
B
C
D
E
F
G
H
• Temps unitaires de chaque opération élémentaire.
Opé
Tu
EMAC/IFIE_GIPSI_M2
A
B
C
D
E
F
G
H
0,6
1
2,2
0,6
1,8
2,1
1,5
0,2
18
Dimensionnement 3/5
 Problème de l’équilibrage de ligne
• Algorithme
Al ith
d’équilibrage
d’é ilib
ett calculs
l l à appliquer
li
pour chaque
h
opération
é ti i :
• Si Tu(i) > Tc alors mettre Np postes en parallèle pour réaliser cette
opération avec
Tu(i)
T
(i)
Np 
Tc
on retiendra pour Np la valeur entière immédiatement supérieure
• Si Tu(i) < Tc alors grouper opérations adjacentes (i = i - 1 ou i = i + 1)
jusqu’à ce que
 Tu(i)  T
C
• A chaque groupe d’opérations correspond 1 poste j de temps opératoire
Topé(j)
p (j)
EMAC/IFIE_GIPSI_M2
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Dimensionnement 4/5
 Problème de l’équilibrage de ligne
• Indicateur de l’équilibrage de la ligne (doit tendre vers 1)
k
Taux d' équilibrage 
 Tu(i)
i 1
N . Max[Topé(j )]
Avec
N = Nombre de postes de travail
Max[Topé(j)] = Temps opératoire du poste goulet
EMAC/IFIE_GIPSI_M2
20
Dimensionnement 5/5
 Exemple et application
• Opérations élémentaires :
Opé
Tu
A
B
C
D
E
F
G
H
0,6
1
2,2
0,6
1,8
2,1
1,5
0,2
• Regroupement
R
t des
d opérations
é ti
en 6 postes
t d
de ttravailil
Opé. A et B
P1
Opé. C
Opé. D
P2
P3
Demande D = 23 produits/heure
Rendement = 85% (défauts,
(défauts rebuts,
rebuts etc.)
etc )
Cadence C = 1/D = 1 / 0,38 = 2,6 min/produit
Topé(1) = 0.6 + 1 Topé(2) = 2.2
Topé(3) = 0.6
Topé(6) = 1.5+0.2 Topé(5) = 2.1
Topé(4) = 1.8
P6
P5
P4
Opé. G et H
Opé. F
Opé. E
EMAC/IFIE_GIPSI_M2
Temps de cycle maximal du poste goulet Tc =
R . C = 0,85 . 2,6 = 2,21 min
Nombre minimal de postes de travail Nmin =
10 / 2,21 = 4,52 soit au moins 5 postes
Voir les regroupements proposés ci-contre pour
une
u
e ligne
g ea
avec
ec 6 postes de ttravail.
a a
Taux d’équilibrage = 10 / (6 . 2,2) = 0,75
21
Implantation d’une ligne
de type flow shop
EMAC/IFIE_GIPSI_M2
22
Implantation 1/4
 Objectif
Mi i i
Minimiser
les
l retours
t
de
d flux
fl en arrière
iè d’une
d’
ligne
li
de
d
type flow shop multiproduit
A
B
FR
PE
RE
TA
MO
DE
VE
C
 Méthode des rangs moyens ou de mise en ligne
• Réalisation d’une matrice des rangs moyens
Pour chaque produit significatif (voir Pareto) fabriqué sur la ligne
ligne,
indiquer le rang de chaque opération de la gamme
EMAC/IFIE_GIPSI_M2
23
Implantation 2/4
 Exemple
FR
A
B
10
C
10
20
D
E
PE
RE
TA
20
30
40
30
40
20
30
MO
DE
VE
10
20
30
40
40
30
10
10
50
50
F
20
20
Total rangs
80
70
160
120
50
40
140
Nb de rangs
Rang moyen
5
16
3
23
5
32
3
40
2
25
4
10
3
47
Classt.
2
3
5
6
4
1
7
EMAC/IFIE_GIPSI_M2
40
30
10
24
Implantation 3/4
 Résultat obtenu
• Implantation des postes de travail dans l’ordre croissant du classement de
la matrice des rangs moyens
DE
A
FR
PE
10
MO
RE
20
B
10
C
10
20
30
D
10
20
E
10
20
F
10
20
20
TA
VE
30
40
30
40
30
40
30
40
30
50
40
50
 Application
A partir de l’exemple
l exemple de la page précédente, réaliser la matrice sur Excel. Seuls les rangs doivent être
saisis, tous les calculs doivent être effectués automatiquement par des fonctions Excel. Pour les
amateurs, réaliser ensuite une macro permettant après exécution de trier la matrice dans l’ordre croissant
des rangs.
EMAC/IFIE_GIPSI_M2
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Implantation 4/4
 Implantation pratique
• Plusieurs topologies possibles
• En S avec un opérateur par poste de travail
DE
FR
PE
MO
RE
TA
VE
• En U avec un opérateur pour plusieurs postes de travail
FR
PE
VE
TA
RE
MO
DE
• Etc.
EMAC/IFIE_GIPSI_M2
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