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Vers une approche qualité générique pour une
maîtrise conjointe de la qualité du produit et des
processus supports à sa production
SALAH DEEB, BENOIT IUNG
Centre de Recherche en Automatique de Nancy (CRAN) - UMR 7039
Nancy Université, Faculté des sciences, BP 239, 54506 Vandoeuvre, France
[email protected]
Résumé —La qualité est devenue un outil stratégique et offensif
avéré pour faire face aux nouveaux enjeux de l’entreprise, en
assurant une plus grande maîtrise conjointe de la qualité du
produit délivré et de celle de ses processus concourant à la
réalisation du produit. Cette qualité est à considérer sur les
niveaux stratégique, tactique et opérationnel de l’entreprise en
lien avec les autres processus d’exécution et de business. Pour
garantir la maîtrise attendue, un challenge consiste donc à faire
de la qualité, un véritable processus au sens système, c’est-à-dire
un processus intégré sur les aspects intra et inter-niveaux.
Relativement à cette intégration, plusieurs méthodologies et
méthodes qualité existent et supportent tout ou partie du
processus qualité, mais leur manque de formalisation nuit à
l’efficacité et à l’efficience de leur application. En réponse à ce
double constat d’intégration et de manque de formalisation, ce
papier présente une approche qualité générique basée sur une
modélisation des concepts qualité en référence à l’approche
TQM. Cette approche doit permettre de faire bien du premier
coup. La faisabilité et l’intérêt de cette approche sont montrés
sur un cas d’application de type processus manufacturier.
Mots clés — Processus qualité, ISO9000:2000, méta-modèle,
maîtrise de qualité, TQM.
I. INTRODUCTION
Au besoin essentiel de produire mieux et moins cher s'est
adossé aujourd'hui un contexte législatif en perpétuelle
évolution qui conduit les entreprises industrielles non
seulement à faire face à des performances économiques mais
aussi sociétales liées aux impératifs de sécurité des hommes
et des matériels, aux exigences de protection de
l'environnement et de réduction des nuisances [1]. Ce constat
requiert ainsi de la part de ces entreprises une maîtrise et une
amélioration quasi continue de l’ensemble de leurs processus
afin de garantir les performances attendues et donc leur
pérennité et compétitivité. En effet, chaque entreprise se doit,
pour survivre au sein de son contexte opérationnel,
d’optimiser en premier lieu, la satisfaction de sa clientèle par
une amélioration du triptyque Qualité – Coût – Délai des
produits qu’elle délivre. Relativement à ce triptyque, la
qualité qui est un objectif important depuis que les besoins
des consommateurs ont été intégrés dans la boucle de
décision, devient un véritable outil stratégique et offensif
pour faire face à ces nouveaux enjeux de l’entreprise [2]. En
ce sens, la norme ISO 9000 dans sa version 2000 [3] définit
la qualité comme l’« aptitude d’un ensemble des
caractéristiques intrinsèques à satisfaire des exigences ».
Cette qualité est considérée par [4] comme un processus
d’entreprise intégré aux autres processus. L’ingénierie
système (IS), au travers de la norme ISO/IEC 15288,
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généralise cette considération en reliant le processus de
management de la qualité avec les processus du projet, les
processus contractuels ainsi que les processus techniques [5].
Le processus qualité est ainsi défini en lien avec plusieurs
autres processus de différents types et ne peut donc pas être
restreint à une fonction particulière, ni même à un seul
département d’un point de vue organisationnel [6]. En ce
sens, le processus qualité peut se décliner sur les différents
niveaux structurels de l’entreprise : stratégique, tactique et
opérationnel [7] figure 1.
Niveau stratégique
Gérer la qualité/ Plan qualité/ Certification
Niveau Tactique
Mise en place des moyens pour maîtriser la
qualité de produit et de processus
Niveau opérationnel
Actions qualité
Fig. 1. La qualité dans les différents niveaux structurels en entreprise
Cependant l’intégration entre les niveaux «qualité» est
nécessaire pour faire du processus qualité, un véritable
processus au sens système (sur l’ensemble du cycle de vie
produit/processus de production). Cette intégration soulève
aujourd’hui de nombreux verrous industriels auxquels
viennent s’adosser des problématiques scientifiques non
encore résolues [8]. Par exemple, l’entreprise ALSTOMMoteurs, qui est à la genèse « industrielle » des travaux
présentés dans ce papier, souhaitait disposer d’une
méthodologie (d’un guide) formalisant la qualité
principalement au niveau tactique (i.e. capacité décisionnelle
confiée à des équipes autonomes de production) en relation
avec les deux autres niveaux, afin de mieux maîtriser
l’intégration de sa qualité et améliorer la performance globale
de leur produit « moteur ». La finalité d’une telle
méthodologie est globalement de maîtriser conjointement la
qualité du produit et la qualité des processus de production
dans une approche cycle de vie du processus de maîtrise de la
qualité (de la conception jusqu’à l’exploitation).
Dans cette orientation méthodologique qui doit résoudre
l’intégration requise, des approches, des méthodologies et des
méthodes/outils qualité existent et peuvent supporter tout ou
partie du processus qualité inhérent à un niveau ou à
l’interconnexion
entre
niveaux.
Les
approches,
méthodologies et méthodes les plus couramment utilisées
sont TQM, QFD, Six Sigma, AMDEC, … . Cependant, ces
méthodes et méthodologies sont souvent « informelles » car
décrites sous une base textuelle ou graphique [9].
Pour faire face à ces besoins de formalisation et d’intégration,
notre contribution consiste à proposer une approche qualité
générique basée sur la modélisation des concepts qualité de
niveau tactique en y intégrant des concepts qualité des
niveaux opérationnel et stratégique. Cette contribution est
justifiée scientifiquement dans la section (II) de ce papier.
Puis elle est décrite dans la section (III) avant d’en montrer
son utilisation à travers l’outil MEGA [10] dans la section
(IV). Ensuite, la faisabilité de notre contribution est
développée sur un cas d'application relatif à la fabrication
d’un produit manufacturier. Ce cas applicatif, construit à
partir d’une problématique identique à celle d’Alstom
Moteur, n’est pas directement en lien avec cette entreprise
(transposition des concepts) puisque le site de Nancy a été
revendu et ne fait plus partie de ce groupe (partenariat
interrompu). Enfin, la dernière section énonce quelques
conclusions et perspectives relatives à ce travail.
II. PROCESSUS QUALITE EN ENTREPRISE
Par rapport au challenge de faire du processus qualité, un
véritable processus au sens système, très peu de contributions
existent à ce jour. Une première contribution sur l’axe « flux
d’informations » à échanger pour réaliser l’intégration est
relative aux travaux ayant conduit à la norme IEC/ISO62264
[11]. Cette norme définit dans ses parties 1 et 2 des flux
d’information inter-niveaux circulant entre le système de
pilotage de la production (le MES, incluant le processus de
management de la qualité) et le système de gestion de
l’entreprise (ERP). Elle définit aussi, dans ses parties 3 et 4,
les flux d’informations échangés à l’intérieur du niveau MES
(tactique), c'est-à-dire entre les différents processus
techniques
comme le Management de Qualité, le
Management de la Maintenance, la Production … Sur l’axe
« modélisation de la qualité en entreprise », [12] a modélisé
la qualité au niveau tactique et [13] au niveau stratégique
(système documentaire de la qualité) mais sans considérer
l’intégration de cette qualité au sein d’un même niveau ou
entre niveaux. Par contre, [14] a proposé un cadre de travail
(un framework) pour une vue intégrée du processus qualité,
d’une part, dans les différents niveaux en entreprise et,
d’autre part, avec d’autres processus tels que la production et
la conception. Cependant ce cadre ne propose pas de
modélisation des concepts de la qualité pour chacun des
niveaux. Sur l’axe « des méthodologies et des
méthodes/outils » de la qualité, ceux existants peuvent se
repositionner sur un des niveaux (i.e. favoriser la
formalisation interne) ou entre niveaux (i.e. favoriser le
support à l’intégration) figure 2.
Approche:
Méthodologie:
Méthode:
Outil:
Carte de
contrôle
Pareto
Niveau opérationnel
MSP
III. APPROCHE QUALITE GENERIQUE
AMDEC
QFD
Six Sigma
Niveau Tactique
TQM
Niveau stratégique
2
Par rapport à ce positionnement, le TQM est à considérer
comme une approche significative relativement au challenge
de l’intégration puisqu’il se positionne sur les différents
niveaux structurels en entreprise [15]. Comme proposé par
[16], le TQM est considéré comme un système de
management constitué de trois composants qui sont
mutuellement dépendants:
- ″Core values″ : ce sont normalement les éléments
principaux de la philosophie de management de
l’entreprise tels que les concepts d’amélioration
continue, de maîtrise de la qualité, de leadership, … .
- Méthodologie : elle se compose de plusieurs activités
exécutées dans un certain ordre pour atteindre le ″core
value″ exigé (i.e. QFD, Six Sigma,…).
- Méthodes/outils : ce sont des moyens conçus pour
supporter de façon efficace une activité précise. Ils
permettent d’optimiser la prise de décision et de faciliter
l'analyse des données, (i.e. AMDEC, MSP…).
Un des ″core values″ clé du TQM est le concept « de maîtrise
et d’amélioration de la qualité en entreprise ». En ce sens, le
TQM présente un intérêt particulier puisqu'il permet
d'intégrer, au sein des composantes, différentes méthodes et
méthodologies qualité préalablement identifiées comme
favorisant la formalisation et/ou l’intégration. Cependant, ces
méthodes et méthodologies sont trop souvent « informelles »
[9] car ne supportant pas une phase de formalisation des
concepts qualité dans leur phase de conceptualisation
indispensable pour la maîtrise et l’amélioration de la qualité
[7]. Le nouveau contexte de concurrence mondiale réactive
donc cette quête de la qualité en demandant plus de
formalisme dans son approche [17].
De plus, les méthodologies permettent difficilement de
maîtriser et d'améliorer simultanément la qualité du produit et
la qualité des processus de production [18] mis en oeuvre. La
plupart de ces méthodologies sont applicables dans la phase
de conception ou d’exploitation [19], mais peu d’entre elles, à
part le QFD, le sont en conception et en exploitation [20].
Finalement, pour le TQM, [21] et [22] ont montré l’existence
d’un manque de formalisation de l'interdépendance entre la
méthodologie concernée et les deux autres composants (″core
values″ et méthodes/outils) conduisant finalement à
l’existence d’un lien purement informel entre les trois
composants du TQM.
Pour répondre à ce manque multiple de formalisation et
d’intégration du processus qualité, notre contribution consiste
en une proposition d’une approche qualité générique
(indépendante de toute application). Cette approche formalise
un processus qualité au niveau tactique en intégration avec
les niveaux opérationnel et stratégique en entreprise. Cette
approche se positionne en cohérence avec le TQM
(formalisation de l’interdépendance entre les trois
composantes) dans l’objectif de maîtriser et d’améliorer la
qualité du produit par la maîtrise de la qualité de ses
processus de production (guide méthodologique à suivre).
Fig. 2. Positionnement de quelques approches, méthodologies, méthodes et
outils qualité dans les niveaux structurels en entreprise
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L’approche qualité proposée a pour objet, premièrement, de
formaliser les concepts du processus qualité (méthodologie)
de niveau tactique en lien avec le niveau stratégique.
Deuxièmement, elle modélise l’extension du processus
qualité vers le niveau opérationnel permettant de matérialiser
l'interdépendance entre la méthodologie et quelques
méthodes/outils de support (modélisation des objets
communs).
Finalement
cette
approche
formalise
l'interdépendance entre la méthodologie et le ″core value″
choisi par des indicateurs qualité (phase d'évaluation). Cette
approche doit donc être considérée comme une
approche « préventive » de la qualité [2] qui consiste, par
l’analyse, à faire en sorte que les dysfonctionnements (nonconformités) ne se produiront pas, donc à faire bien du
premier coup.
Toute la formalisation des concepts (objets) qualité a été
réalisée en utilisant le langage de modélisation UML (Unified
Modelling Language) [23]. Ce langage, grâce à sa notation
graphique, permet d'exprimer visuellement une solution
objet. De plus, les concepts du formalisme limitent les
ambiguïtés et les incompréhensions rencontrées sur
l’approche objet. Ainsi sur la base d’UML, la modélisation
réalisée permet de représenter chaque concept de l’approche
par une classe d’objet et la relation entre ces objets par une
association. Cette approche est ensuite supportée par un outil
de modélisation de processus d'entreprise: MEGA PROCESS.
3
dans la fonction de management de qualité (norme IEC/ISO
62264) aussi a été effectuée.
Dans ses parties 1 et 2, cette norme propose déjà des entités
modélisées au niveau tactique : « test qualité », « résultat de
test qualité ». D’autres entités (concepts) qualité du niveau
stratégique ont été modélisées de manière identique à celle
utilisée pour modéliser les concepts qualité issus de l’ISO
9000:2000 (section III-A): « planification de test qualité »,
« gestion de matériel »… Ces concepts sont directement
intégrés au méta-modèle initial (partie (A) dans la figure 3).
Cette intégration permet d’avoir, dans le même méta-modèle,
des concepts qualité de niveau tactique et stratégique.
De plus, en nous basant sur les parties 3 et 4 de cette norme,
nous avons modélisé d’autres concepts au niveau tactique qui
permettent d’intégrer le processus qualité avec la production
et la maintenance : « test qualité du processus de
production », « acte de maintenance », …
est com posé de
A. Formalisation des concepts qualité au niveau tactique
en lien avec le niveau stratégique
Le processus qualité, considéré aux niveaux tactique et
stratégique, supporte et réalise certaines activités et règles
qualité à mettre en œuvre. Ces activités et règles représentent
une méthodologie qualité dans le cadre du TQM qui a pour
but, sur ces niveaux, de satisfaire le ″core value″ de maîtrise
et d’amélioration de la qualité du produit/processus de
production.
La formalisation à ce stade est basée prioritairement sur une
méta-modélisation (méta-modèle : modèle de modèle ou
modèle pour créer des modèles [24]) des concepts qualité de
niveau tactique extraits de l’approche processus prônée par la
norme ISO 9000:2000 [25]. Cette méta-modélisation permet
l’unification des concepts et principalement ceux de
surveillance, de diagnostic et de mise en place et de suivi
d’actions correctives et préventives pour remédier aux nonconformités produit/processus de production.
La méta-modélisation des concepts a été réalisée à travers les
étapes suivantes :
- extraire les définitions, incluses dans la norme, des
entités pour identifier les concepts qualité et leurs
relations. Ces concepts qualité sont nécessaires pour
réaliser le ″core value″ considéré.
- modéliser chaque concept (entité) par une méta-classe
d’UML comme «produit», «processus», «cause»…
- représenter chaque lien entre deux entités (méta-classes)
par une relation d’association possédant un nom, un rôle
et des multiplicités.
- représenter les contraintes, d’une part, par des liens entre
des méta-classes et/ou entre des relations d’association,
et d’autre part, par des multiplicités liées à chaque métaclasse. Ces contraintes matérialisent des règles de la
connaissance extraites à partir de la définition textuelle
des concepts.
Par exemple, la méta-modélisation de la relation entre les
entités «produit» et «processus» est réalisée à partir de la
définition "Le produit est défini comme le résultat d'un
processus" issue de la norme ISO 9000:2000.
Le méta-modèle résultant est un méta-modèle d’objets de
méthodologie qualité figure 3.
Pour aboutir à un seul processus qualité qui matérialise les
niveaux tactique/stratégique et qui est intégré aux autres
processus de niveau tactique tels que production et
maintenance, une modélisation des concepts qualité désignés
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1
1..*
Processus
+code_ID:String
+desc ription:String
+nom:String
+nom de ligne:String
+zone de travail:String
Exigence
Processus
a
1
1..*
{
Xor
1..*
Exigence Produit
de sortie
a
1
1..*
1..*
est
déterminé
par
M e s ure
1..*
a
1..*
1..*
Réalisé par
+desc ription:String
+nom:String
+ref erence:String
+type:String
1..*
1..*
Equipement
*
est
enregistré
dans
confirm e
1..*
+description:String
+nom:String
+type:String
1..*
est attaché à
*
1..*
Action
+nom:String
+identif ication:String
+description:String
1..* +version:String
+type:String
réalise
*
Non-Conformité
1..* +desc ription:String
+nom:String
+réf érence:String
+valeur réelle:FLOA T
est élim iné par
est
m anagé
par
Test qualité
+description:String
1..*
+nom:String
+temps:DateTime
+valeur mesurée:FLOAT
Cause
1
*
engendre
1..*
+desc ription:String
+nom:String
+type:String
1
est m anagé par
1
+type:String
+nom:String
+description:String
+spécif ication:String
+nom:String
+res ponsable:String
+description:String
+interv alle:FLOA T
+nom:String
+valeur nominale:FLOA T
+type:String
}
Produit de sortie
+description:String
+nom:String
+réf érence:String
+type:String
Planification de
test qualité
Caractéristique
Qualité
1..*
réalise
Partie A
engendre
+nom:String
1..* +desc ription:String
+spéc if ication:String
1
1..*
1..*
vérification
+réf érence:String
+desc ription:String
+nom:String
aide à
realiser
1..*
Preuve Tangible
+description:String
1..* +nom:String
+type:String
Acte de
maintenance
+desc ription:String
+nom:String
+type:String
Fig. 3. Extrait du méta-modèle des objets supports à la méthodologie
proposée
Ce méta-modèle matérialise donc un processus qualité de
niveau tactique en lien avec le niveau stratégique et qui est en
interrelation
avec
d’autres
processus
(production,
maintenance) de niveau tactique.
Pour enrichir la sémantique et aussi répondre à certaines
ambiguïtés ou incomplétudes de ce méta-modèle, des
“modeling constructs” issus par exemple de la « Théorie du
Système Général » et du principe des 5M ont été introduits.
Ils se représentent principalement par des typages des métaclasses définies dans le méta-modèle. Par exemple les
concepts issus de la Théorie du Système Général [26]
permettent de décrire qu’un produit est nécessairement
caractérisé par des attributs de forme, d’espace et de temps.
Un processus modifie généralement au minimum deux de ces
attributs (temps-forme ou temps-espace). Ce principe a pour
conséquence d'ajouter à la méta-classe «Exigence produit»
des méta-classes sous-types qui sont «Exigence temps»,
«Exigence espace » et «Exigence forme».
B. Intégration vers le niveau opérationnel
La deuxième partie de notre approche consiste en la métamodélisation de méthodes/outils qualité et leur intégration
avec la méthodologie initiale à partir des concepts communs.
En effet, cette intégration doit permettre, d’une part,
d’étendre le processus qualité formalisé au niveau tactique
vers le niveau opérationnel puisque la plupart des
méthodes/outils qualité sont exploitables dans ce niveau
(figure 2), et d’autre part, de formaliser l'interdépendance
entre la méthodologie et les méthodes/outils qualité en
cohérence avec le TQM. Cette interdépendance permet à la
méthodologie d’exécuter la méthode qualité adéquate au
moment opportun, dans l’étude de la maîtrise de la qualité
d’un produit/processus particulier pour identifier plus
aisément des occurrences de classes du méta-modèle. Par
exemple, pendant la phase de conception, l'utilisation de la
méthode AMDEC facilite l'identification des causes de la
non-conformité du produit/processus. Cette interdépendance
requiert le développement des actions suivantes :
- la modélisation de chaque méthode qualité à partir de sa
description textuelle ou normative en reprenant la
démarche suivie pour la modélisation de l’approche
processus de la norme ISO 9000:2000.
- l’intégration, au méta-modèle initial, des modèles
d’objets des méthodes qualité. Cette intégration se réalise
à travers les objets en intersection des différents
modèles.
Dans le méta-modèle actuel sont intégrées les méthodes
AMDEC, MSP, Poka-yoké et APR figure 4.
Ex igence
Corre ction
+catégorie:String
+nom:String
+spécif ication: String
+description:String
+description:String
+nom:String
+type:String
*
1
ne
satisfait
pas
La norme
Non-Conformité
est
élim iné
p ar
+description:String
+nom:String
1..* +réf érence:String
+valeur réelle:String
1..*
1..*
a
Mode de
dé fa illance
*
+de scription:String
+no m:String
+type:String
Cause
*
+description:String
+nom:String
+type:String
est provoqué
par
*
1..*
a
1..*
peut devenir au
n ive au supé rieur
*
*
Effet
+description:String
+nom:String
+type:String
AMDEC
*
+description: String
+nom:String
* +type:String
*
1..*
1..*
est élim iné
p ar
Action
+description:String
+nom:String
+ref erence:String
+type:String
Concepts communs
détecté par
1..*
Moye n de
de tection
+description:String
+nom:String
+type:String
Poka-yoké
Fig. 4. Principe de l’intégration des méthodes qualité au méta-modèle des
objets supports à la méthodologie
C. Évaluation de l’approche qualité mise en oeuvre
L’interdépendance entre la méthodologie et le ″core
value″ (maîtriser et améliorer la qualité du produit/processus
de production), dans le cadre du TQM, est formalisée en
modélisant des indicateurs qualité représentatifs. Ces
indicateurs permettront d’évaluer le degré de satisfaction de
ce ″core value″. Ils sont calculés à la fin de la phase de
conception, c'est-à-dire à la fin de l’instanciation du métamodèle dans le cas du produit/processus particulier à
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IV. UTILISATION DE L’APPROCHE QUALITE
Cette approche « qualité » est utilisable depuis la phase de
conception jusqu’à la phase d’exploitation d’un
produit/processus particulier à maîtriser et/ou à améliorer.
Dans la phase de conception, cette approche, par une phase
d’instanciation des concepts qualité, doit aider (guider)
l'ingénieur qualité à mieux traduire ses exigences informelles
en connaissance formalisée. La connaissance encapsulée dans
le modèle spécifique (résultant de l’ensemble des instances)
est ensuite stockée dans une base de données. Puis cette
connaissance est directement transposable, pour la phase
d’exploitation, dans un formalisme compréhensible par
l’opérateur sur site. Ces informations (sur site) permettent de
mieux suivre et d'anticiper en ligne les dérives qualité du
produit/processus de production étudié (à maîtriser et/ou à
améliorer).
Erre ur
li eé à
*
*
pe ut d evenir au
niveau supé rieur
4
maîtriser. Dix indicateurs ont été déjà formalisés ; deux
exemples d’indicateurs sont donnés ci-dessous :
- un indicateur qualitatif de vérification des nonconformités en lien avec les corrections ou rebuts. Cet
indicateur est compris entre 0 et 100 % et est calculé à
partir du nombre de non-conformités (occurrence) qui
sont rattachées aux corrections ou rebuts. Si chaque nonconformité est liée au minimum à une correction ou à un
rebut, l’indicateur prendra la valeur 100%. Si certaines
non-conformités ne sont liées à aucune correction et à
aucun rebut, l’indicateur oscillera entre 0 et 100 % selon
le nombre de non-conformités non liées à des corrections
ou à des rebuts,
- un indicateur qualitatif de vérification des causes de la
non-conformité en lien avec les actions correctives. Cet
indicateur est compris entre 0 et 100 % et est calculé à
partir du nombre des actions correctives qui sont
rattachées à une cause. Si chaque cause est liée au
minimum à une action corrective, l’indicateur prendra la
valeur 100 %. Si certaines causes ne sont pas liées à des
actions correctives, l’indicateur oscillera entre 0 et 100%
selon le nombre de causes non liées à des actions
correctives.
A. Outil MEGA pour automatiser l’approche qualité
Pour faciliter son utilisation par des spécialistes qualité (non
nécessairement spécialistes modélisation), cette approche a
été portée sur l'outil MEGA PROCESS. MEGA est une suite
logicielle qui est utilisée normalement afin de gérer et
modéliser les processus à l’intérieur d’une entreprise.
L’intérêt de cet outil est sa généricité. L’ensemble de ses
composants permet d’apporter une réponse à quasiment tous
les besoins de l’entreprise, depuis la définition des objectifs
stratégiques jusqu'à la mise en œuvre de projets
informatiques. De plus, il dispose d’un méta-modèle ouvert,
ce qui signifie qu’il est possible d’ajouter nos propres
concepts à l’intérieur de Méga afin de pouvoir les modéliser
et les utiliser.
1) Intégration de l’approche qualité dans MEGA
Nous avons intégré nos méta-modèles d’objets dans un
environnement de MEGA pour créer un environnement
spécifique à notre approche (il se nomme « Environnement
qualité »). Cet environnement qualité doit permettre surtout
une instanciation automatique et cohérente du méta-modèle
pour créer des modèles spécifiques aux applications étudiées.
L’intégration est réalisée comme suit :
5
-
-
-
-
le méta-modèle des objets supports à la méthodologie
(figure 3) est représenté, dans cet environnement qualité,
par un diagramme qui s’appelle « diagramme de
méthodologie qualité ».
Chacun des méta-modèles des méthodes qualité est
représenté par un diagramme qui porte le nom de cette
méthode, par exemple : « diagramme de la méthode
AMDEC » représente le méta-modèle d’AMDEC.
des règles de modélisation sont implantées dans le
diagramme de méthodologie qualité dans l’objectif de
construire le guide qualité. Ces règles sont créées par la
fonction « règlement de modélisation » disponible dans
MEGA figure 5. Ces règles doivent donc guider
l'ingénieur qualité dans la phase d'instanciation sous la
forme de questions/réponses.
des règles de contrôle sont implantées dans des entités de
qualité (méta-classe ou association) du diagramme de
méthodologie qualité. Son objectif est de calculer les
indicateurs de qualité (phase d'évaluation). En effet, ces
règles sont générées par des « VB Scripts », à exécuter
dans le diagramme de méthodologie qualité en fin de la
phase d'instanciation, pour contrôler le niveau de
maîtrise/amélioration.
Fig. 5. Règles de modélisation attachées à la méta-classe « non-conformité »
2) Création de la base de données
La base de données permet de stocker les données (la
connaissance formalisée) résultant de la phase de conception
(après instanciation) afin d’être utilisée pendant la phase
d’exploitation (sur site par l’opérateur). MEGA permet en
effet, à partir d’un diagramme de classe UML, de créer
automatiquement une base de données. Donc, pour créer
notre base de données qualité, à travers MEGA, ont été
développées les étapes suivantes :
- le méta-modèle global de notre approche est représenté,
dans MEGA, sous la forme de diagramme de classe.
- MEGA permet ensuite de dériver automatiquement le
diagramme de classes en un modèle relationnel de type
Entité-Relation (E/R). Ensuite, ce modèle relationnel
génère un script qui est utilisé pour créer la base de
données. Ainsi chaque méta-classe devient une table de
la base de données et les relations entre les méta-classes
sont conservées.
Donc l’approche qualité est directement exploitable par
l’environnement qualité de MEGA de la conception à
l’exploitation du processus de maîtrise/amélioration de la
qualité.
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B. Utilisation en phase de conception
Dans cette phase, la méthodologie, centrée autour de la
modélisation des objets, offre à l’ingénieur qualité un guide
pour l’aider lors de la création de son modèle spécifique
(faire bien du premier coup). Le modèle spécifique résulte
d’une phase d’instanciation de l’ensemble du méta-modèle.
Cette instanciation est faite dans MEGA au travers du
diagramme de méthodologie qualité. Ce modèle spécifique
matérialise (dans le niveau tactique) l’étude d’un
produit/processus de production particulier à partir des
exigences et jusqu’à l’identification des actions traitant les
causes de non-conformité. En effet, les règles implantées
dans le diagramme de méthodologie qualité vont guider de
façon cohérente l’ingénieur, dans la maîtrise et l’amélioration
de son processus, pour répondre à un ensemble de
questionnements. Ces questions traduisent les relations entre
entités, contraintes, multiplicités, sous typages… Par
exemple, la création de l’instance «processus» relative au
processus à étudier va demander à l’ingénieur qualité, par les
relations «produit/processus», de créer un produit d’entrée et
un produit de sortie reliés à ce processus (en cohérence avec
les exigences de la norme ISO 9000:2000). Pour ce produit
de sortie, il faut ensuite définir les exigences de type forme,
espace ou temps (en cohérence avec les “modeling
constructs” en sachant qu’à chaque exigence doivent être
associées des caractéristiques qualité à relier à un test qualité
(essai, mesure, …)).
Cette instanciation du méta-modèle de la méthodologie se
base sur treize étapes matérialisant le questionnement
chronologique « proposé » (à chaque étape est associé un
ensemble de questions). Ces étapes partent de la définition du
contexte de l’étude en passant par l’identification de la nonconformité jusqu’au traitement de ses causes. Pour ce
traitement des causes, dans le niveau opérationnel, la
méthode qualité appropriée devrait être exécutée.
L’instanciation du méta-modèle de chaque méthode qualité
est réalisée à travers son propre diagramme dans
l’environnement qualité de MEGA (section IV-A-2).
Si l’ingénieur n’a pas les réponses aux questions posées
(incomplétudes potentielles de sa connaissance), il peut
décider : (1) de remettre en cause son socle de connaissances
vis-à-vis du problème posé pour modifier le modèle
spécifique (meilleure maîtrise), ou (2) de continuer sa
démarche mais en s’orientant vers un produit/processus non
totalement maîtrisé au sens de la méthodologie. Cette
décision peut être prise à partir du résultat de l'évaluation sur
la base des indicateurs qualité calculés.
C. Utilisation en phase d’exploitation
À la fin de la phase de conception, la connaissance
encapsulée dans le modèle spécifique (l’ensemble des
instances) est stockée dans la base de données créée par
MEGA. Cette base de données est accessible par Microsoft
Access afin d'extraire la connaissance qu’elle contient et de la
mettre sur un support plus accessible à l'opérateur. Dans notre
cas, ce formatage est prévu sous la forme de page Web
accessible directement sur le site opérationnel à travers une
interface PC (phase en développement). Ainsi l'opérateur est
à même d’améliorer la maîtrise des dérives qualité des
processus ou du produit en cours de production en utilisant
les informations données dans les pages Web. Par exemple
sur détection (par observation) d’une non-conformité,
l’opérateur doit pouvoir accéder :
- aux causes les plus probables de cette non-conformité
sous la forme d’un arbre de causes.
-
aux actions correctives (et/ou préventives) les plus
efficaces à mener relativement aux causes présumées.
V. APPLICATION
Pour valider, expérimenter et montrer la faisabilité de cette
approche, avant son utilisation en milieu industriel (sur un
autre cas qu’Alstom-Moteur), une procédure d'instanciation
d'un processus de type manufacturier implanté au sein de
l'AIPL (Atelier Inter-Etablissements de Productique Lorrain)
est en cours de réalisation. Le processus étudié (dans la phase
de conception) est un processus de tournage réalisé sur le tour
à commande numérique (ROSILIO TBI 540). Ce processus
transforme des lopins en palets disponibles pour être
transférés au processus suivant figure 6. Il est composé des
processus élémentaires : dressage face, ébauche extérieure,
perçage, fraisage d’une rainure, finition extérieure et
tronçonnage.
Les problèmes actuels de qualité relatifs à ce processus sont
dus premièrement, aux dérives des valeurs observées sur les
palets, et deuxièmement, à la difficulté de faire un diagnostic
logique et précis qui associe la non-conformité du palet à la
cause machine.
Fig. 6. Le processus de fabrication de la pièce (SFP 88) –Entreprise AIPL
Dans les treize étapes d’instanciation, chaque processus
général ou élémentaire est à considérer comme le point de
départ de cette phase. L’exemple traité se focalise donc sur le
processus élémentaire «Réaliser la finition extérieure». La
phase d'instanciation de la méthodologie qualité (action du
niveau tactique), réalisée pour répondre aux problèmes
qualité relatifs à ce processus élémentaire, est développée en
utilisant le diagramme de la méthodologie qualité implémenté
dans l'environnement qualité de MEGA figure 7.
Par rapport au processus sélectionné, seulement les quatre
premières étapes de l’instanciation sont détaillées ci-après à
titre d’exemple. La première étape permet d’avoir la classe
«Réaliser la finition extérieure» comme une instance de la
méta-classe «Processus». Les règles liées à cette étape
(instance) aboutissent à la création de la classe «Palet»
comme une instance de la méta-classe «Produit de sortie».
Dans le même sens, la classe «Lopin» est une instance de la
méta-classe «Produit d’entrée». Dans la deuxième étape,
nous spécialisons la méta-classe «Fournisseur» par la classe
«Transport par chariot». A contrario, la classe «Transport par
robot» est une instance de la méta-classe «Client». Dans la
troisième étape, les règles permettent de déterminer les
exigences attendues du palet en termes de Temps, d’Espace
et de Forme. Le processus «Réaliser la finition extérieure»
modifie les attributs de temps et de forme et ne modifie pas
l’attribut d’espace. Ainsi, est créée la classe «Diamètre de
palet est correct» comme une instance de la méta-classe
«Exigence produit forme». De la même façon, la classe
«Temps de la réalisation de la finition» est une instance de la
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méta-classe «Exigence produit temps». Dans la quatrième
étape, nous déterminons toutes les caractéristiques qualité (à
vérifier) relatives aux exigences définies dans la précédente
étape. La classe «Diamètre de palet, VN= 44.5 mm, IT= [0.1, +0.1]» (VN: Valeur Nominale; IT: Intervalle de
Tolérance) est une instance de la méta-classe «Caractéristique
qualité» liée à la classe «Diamètre de palet est correct». La
classe «Durée de finition VN=4 sec, IT = [-0.5, +0.5]» est
aussi une instance de la méta-classe «Caractéristique qualité»
liée à la classe «Temps de réalisation de la finition». Ensuite,
les étapes suivantes d'instanciation nous guident pour réaliser
des tests qualité afin de vérifier les caractéristiques qualité.
Cette vérification nous amène à confirmer les nonconformités existantes, puis à identifier et traiter leurs causes
en utilisant l méthode AMDEC par exemple (action du
niveau opérationnel).
A la fin de l’instanciation, une évaluation de la maîtrise de la
qualité (évaluation de la satisfaction du ″core value″) est
effectuée par un calcul des indicateurs qualité. Ce calcul est
fait automatiquement dans l’environnement qualité de
MEGA (exécution VB Scripts). Prenons l’exemple du calcul
d’un indicateur qualitatif qui vérifie le lien entre les causes de
non-conformité et les actions préventives : pour la nonconformité « Le diamètre de palet est trop grand », ont été
définies trois causes possibles qui sont « Usure de l’outil à
charioter »,
« Position
incorrecte
du
lopin »
et
« Programmation incorrecte du tour ». Dans les étapes
d’instanciation, nous avons défini une seule action
préventive intitulée « Vérifier la position du lopin avant de
commencer », en lien avec la cause « Position incorrecte du
lopin ». De façon générale, pour que l’indicateur prenne la
valeur 100%, chaque cause doit être liée au minimum à une
action préventive. Or, dans ce cas, seule une des trois causes
est liée à une action préventive, donc l’indicateur prend la
valeur 33,33% (considérée comme « insuffisante » par
rapport au besoin de maîtrise du processus qualité).
En effet, le calcul automatique des indicateurs donne la
moyenne de tous les indicateurs proposés. Dans notre cas, ce
taux est actuellement de 60% environ impliquant
logiquement de reconsidérer le modèle réalisé en répondant
de façon plus efficace aux questions posées pour améliorer le
processus de maîtrise de la qualité (de 60% à 100%).
Fig. 7. Extrait du modèle spécifique, du cas d'application, résultant du
diagramme de méthodologie qualité dans MÉGA
7
Quelques résultats qualitatifs de l’application de la
méthodologie dans cette phase de conception (la phase
d'exploitation est en cours) peuvent aussi être mis en
évidence :
- la phase d’instanciation a permis de répondre à un
questionnement qualité non nécessairement prévu au
départ ce qui a rendu la démarche plus exhaustive,
- la phase d’évaluation a permis d’appréhender un niveau
de satisfaction du ″core value″ avant d’utiliser les
résultats de la conception pour la phase d’exploitation et
surtout d’envisager un passage à la certification,
- l’environnement qualité créé dans MEGA peut supporter
de façon efficace la phase de conception de l’approche
qualité.
[8]
VI. CONCLUSION - PERSPECTIVES
[15]
Dans le contexte de la modélisation du processus qualité en
entreprise, notre contribution porte sur la proposition d’une
approche qualité générique. Elle permet de formaliser un
processus qualité au niveau tactique en intégration avec les
autres niveaux opérationnel et stratégique en entreprise.
Ainsi, La finalité est de formaliser le processus qualité
comme un véritable processus au sens système.
Cette approche est cohérente avec l’approche TQM et a pour
objectif de mieux maîtriser et d’améliorer la qualité du
produit par la maîtrise de la qualité de ses processus de
production. Elle formalise, d’une part, une méthodologie
(guide à suivre) et d’autre part, l'interdépendance entre les
trois composants du TQM.
Cette approche développée en cohérence avec le contexte
normatif relatif à la qualité peut donc être employée pour
plusieurs classes d’applications issues de domaines
industriels différents. Des perspectives sont envisagées :
- définir des critères pour choisir la méthode qualité
adéquate au moment opportun durant le déploiement de
l’approche
- intégrer la qualité, au niveau stratégique, avec sa vision
plus ‘managériale’ et d’autres processus plus ‘business’
comme le CRM, le SCM, …
- porter la connaissance encapsulée dans la base de
données (résultant de l’instanciation) dans un format
compréhensible par l’opérateur sur site et disponible
sous la forme de page Web (phase d'opération)
- démontrer, sur un cas industriel, la réelle valeur ajoutée
de cette approche par rapport aux approches
conventionnelles.
VII. REFERENCES
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