Implantation d’atelierImplantation d’atelier11èreère partiepartie11 partiepartie
Franck Fontanili – Centre de Génie Industriel
EMAC/IFIE_GIPSI_M2
Plan de la présentationPlan de la présentation
Processus général d’implantation Estimation des surfaces nécessaires Pareto des produits les plus importantsp p p Matrice de proximité des équipements Dimensionnement d’une ligne de typeDimensionnement d une ligne de type
flow shop Implantation d’une ligne de type flowImplantation d une ligne de type flow
shopFranck Fontanili – Centre de Génie Industriel
EMAC/IFIE_GIPSI_M2 2
Processus général Processus général d’implantationd’implantation
EMAC/IFIE_GIPSI_M2 3
Processus d’implantationProcessus d’implantation
Présentation du processus général
Estimer les surfaces
nécessaires
Liste et dimensions au sol des équipements
Moyens de
Surface minimale de l’atelier Identifier
l’implantation actuelle
Moyens de manutention utilisés
Méthode de Guerchet
Liste des équipements Schéma
Par sections
homogènes (job shop)
En ligne (flow shop)
Di i l
Par projet ou
produit fixe
Nombre deFixer les
contraintes de proximité
Matrice de proximité
Degré qualitatif de proximité
d’implantation générale
Identifier des regroupements d’équipements
Îlots ou cellules par familles de produits
Algorithme de Optimiser Implantation
Dimensionner la capacité de la
ligne
Equilibrer la charge des
Calcul du nombre de
postes
Implanter au cas par cas
Nombre de postes de travail
Opérations regroupées sur les postes de travail
Choisir les produits i ifi tif
Liste des références et gammes de
fabrication
Flux critiques
gKing l’implantation
des postes de travail d’un îlot
Méthode des chaînons
théorique optimale postes de travail
Optimiser l’implantation des postes de
travail de la ligne
Regroupement d’opérations
Calcul du taux d’équilibrage
Implantation théorique optimale
significatifs
ParetoCritère de filtrage :
volumes, tailles de lot, chiffre d’affaire, etc.
Réaliser le plan de la nouvelle
Implantation pratique retenue
Méthode des rangs moyens
Mesurer la performance de
Amélioration continue
EMAC/IFIE_GIPSI_M2 4
de la nouvelle implantation
Outil de dessin (Visio, etc.)
performance de l’implantation
Rf, Rc, Rzz, RS
Estimation des Estimation des surfaces nécessairessurfaces nécessaires
EMAC/IFIE_GIPSI_M2 5
Estimation des surfaces 1/3Estimation des surfaces 1/3
ObjectifEstimer la surface nécessaire à une implantation
Principe général• Surface au sol de chaque équipement = Ss• Surface au sol de chaque équipement = Ss
• Surface de gravitation = Sg, avec Sg = Ss.N et N correspond au nombre de côtés d’accès à la machine
• Surface d’évolution = Se, avec Se = (Ss + Sg).k et k choisi en fonction des moyens de manutention
V l à h i i l f t kValeurs à choisir pour le facteur k
pont roulant balancelles convoyeurs manutention manuelle transpalette chariot
élévateur0 1 0 2 0 3 à 0 4 0 5 0 75 à 1 2 à 3
EMAC/IFIE_GIPSI_M2 6
0,1 0,2 0,3 à 0,4 0,5 0,75 à 1 2 à 3
Estimation des surfaces 2/3Estimation des surfaces 2/3
Calcul de la surface totale minimale• St = Ss + Sg + Se• Exemple pour une seule machine :
Surface totale minimale St = 78 m2Surface 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 3/3Estimation des surfaces 3/3
ApplicationReprendre 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 ConclusionsCommentaires et Conclusions.
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Pareto des produits les Pareto des produits les plus importantsplus importants
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Pareto des produits 1/2Pareto 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 critère• 20% des produits représentent 80% d un critère• Critères possibles : volume de production, chiffre d’affaire, charge de
travail, nombre de machines utilisées, etc.
EMAC/IFIE_GIPSI_M2 10
Pareto des produits 2/2Pareto des produits 2/2
ExempleOn a approximativement :
80,0
90,0
100,0
B
COn a approximativement :A = 80%B = 15%C = 5%
50,0
60,0
70,0
,80%A
10,0
20,0
30,0
40,0
du volume
0,0
10,0
8755
62
8998
76
1324
44
1237
89
3454
53
9788
75
9875
66
2653
75
1231
23
1236
54
3265
65
9788
76
1384
76
3564
63
1231
87
7534
42
3212
33
2175
46
2867
85
6752
35
20% des réf
Application
20% des réf.
Compléter la feuille Excel Application Pareto cours xls pour trouver le % du volume de production des
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Compléter la feuille Excel Application Pareto 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.
Matrice de proximité Matrice de proximité des équipementsdes équipements
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Matrice de proximité 1/3Matrice de proximité 1/3
Objectif Rapprocher (éloigner) les postes qui ont des impératifs de proximité (d’éloignement)
Méthode qualitative par constructions successivesCh i d’ i è d h d’él i fl d d i• Choix d’un critère de rapprochement ou d’éloignement : flux de produit, 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’une matrice de proximité
EMAC/IFIE_GIPSI_M2 13
Utilisation d une matrice de proximité
Matrice de proximité 2/3Matrice de proximité 2/3
Exemple
es cept
ion
age
e
oduc
tion
reau
x
agas
in m
atiè
re
pédi
tion
et ré
c
cks
de s
tock
a
agas
in o
utilla
g
Pro
Bur
Ma
Exp
Ra
Ma
Production D A C B AE D F E
A E DE D
BureauxMagasin matières
Expédition et réception E DD
A = absolument nécessaire, B = très important, C = important,
magasin outillage
Expédition et réceptionStockage produits
Réalisation d’un graphe d’implantation théorique• Représentation schématique des proximités (éloignements)• Arcs de liaison d’épaisseur proportionnelle au degré de proximité
D = sans importance, E = éloignement souhaitable, F = éloignement impératif
• Arcs de liaison d épaisseur proportionnelle au degré de proximité• Méthodologie :
• Par constructions successives (crayon et gomme !)• Positionner les sommets du graphe (les postes) en fonction du degré de proximité
EMAC/IFIE_GIPSI_M2 14
g p ( p ) g pdécroissant : 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
Matrice de proximité 3/3Matrice de proximité 3/3
Exemple (issu de la matrice précédente)
Bureaux Expédition et réception
Racks de stockage
A
B
Degré de proximité
p
B
C
D
E
FMagasin matières
ProductionMagasin outillage
ApplicationA 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)
EMAC/IFIE_GIPSI_M2 15
arcs satisfassent au mieux les degrés de proximité (à compléter sur le fichier GrapheImplantation.vsd)
Dimensionnement d’une Dimensionnement d’une ligne de type flow shop ligne de type flow shop
EMAC/IFIE_GIPSI_M2 16
Dimensionnement 1/5Dimensionnement 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
C l l• Calculs :• Temps de cycle maximal du poste goulet : Tc = R . C
• Nombre minimal de postes de travail : Nmin• Nombre minimal de postes de travail : Nmin
Tu(i)k
EMAC/IFIE_GIPSI_M2 17Tc
Nmin
i 1
Dimensionnement 2/5Dimensionnement 2/5
Problème de l’équilibrage de ligne• Données complémentaires :
• Séquence chronologique des opérations élémentaires (graphe de précédence)
G HA B C D E F G
• Temps unitaires de chaque opération élémentaire.
Opé A B C D E F G HOpé A B C D E F G H
Tu 0,6 1 2,2 0,6 1,8 2,1 1,5 0,2
EMAC/IFIE_GIPSI_M2 18
Dimensionnement 3/5Dimensionnement 3/5 Problème de l’équilibrage de ligne
Al ith d’é ilib t l l à li h é ti i• Algorithme d’équilibrage et calculs à appliquer pour chaque opération i :• Si Tu(i) > Tc alors mettre Np postes en parallèle pour réaliser cette
opération avec
T (i)Tc
Tu(i) Np
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
CT Tu(i) • A chaque groupe d’opérations correspond 1 poste j de temps opératoire
Topé(j)
EMAC/IFIE_GIPSI_M2 19
p (j)
Dimensionnement 4/5Dimensionnement 4/5
Problème de l’équilibrage de ligne• Indicateur de l’équilibrage de la ligne (doit tendre vers 1)
Tu(i)k
)]Max[Topé(jN
Tu(i) eéquilibragd'Taux
i 1
Avec
)]Max[Topé(j . N
N = Nombre de postes de travailMax[Topé(j)] = Temps opératoire du poste goulet
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Dimensionnement 5/5Dimensionnement 5/5
Exemple et application• Opérations élémentaires :
Opé A B C D E F G H
R t d é ti 6 t d t il
Tu 0,6 1 2,2 0,6 1,8 2,1 1,5 0,2• Regroupement des opérations en 6 postes de travail
P2 P3
Opé. A et B Opé. C Opé. D
P1Demande D = 23 produits/heure
Rendement = 85% (défauts rebuts etc )P2 P3
Topé(1) = 0.6 + 1 Topé(2) = 2.2 Topé(3) = 0.6
P1 Rendement = 85% (défauts, rebuts, etc.)
Cadence C = 1/D = 1 / 0,38 = 2,6 min/produit
Temps de cycle maximal du poste goulet Tc = R . C = 0,85 . 2,6 = 2,21 min
P4P5P6
Topé(4) = 1.8Topé(5) = 2.1Topé(6) = 1.5+0.2 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 ligne avec 6 postes de travail.
EMAC/IFIE_GIPSI_M2 21
Opé. EOpé. FOpé. G et H
u e g e a ec 6 postes de t a a
Taux d’équilibrage = 10 / (6 . 2,2) = 0,75
Implantation d’une ligne Implantation d’une ligne de type flow shop de type flow shop
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Implantation 1/4Implantation 1/4
ObjectifMi i i l t d fl iè d’ li dMinimiser les retours de flux en arrière d’une ligne de
type flow shop multiproduitAA
FR PE RE TA MO DE VE
C
B
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
EMAC/IFIE_GIPSI_M2 23
Pour chaque produit significatif (voir Pareto) fabriqué sur la ligne, indiquer le rang de chaque opération de la gamme
Implantation 2/4Implantation 2/4
Exemple
FR PE RE TA MO DE VEA 1020 30 40ABC
1020 30 4010 30 40 2010 20 30
DEF 30 1020 40 50
3030
1010
2020 40 50
40
FTotal rangs
Nb de rangs
80 70 160 120 50 40 14030 1020 40 50
5 3 5 3 2 4 3Rang moyen
Classt.
5 3 5 3 2 4 316 23 32 40 25 10 472 3 5 6 4 1 7
EMAC/IFIE_GIPSI_M2 24
Implantation 3/4Implantation 3/4
Résultat obtenu• Implantation des postes de travail dans l’ordre croissant du classement de
la matrice des rangs moyens
FR PE MO RE TADE VE
A 10 20 30 40
FR PE MO RE TADE VE
B 10 20 30 40
C 10 20 30
D 10 20 30 40
E 10 20 30 40 50
F 10 20 30 40 50
Application
F 10 20 30 40 50
A partir de l’exemple de la page précédente, réaliser la matrice sur Excel. Seuls les rangs doivent être
EMAC/IFIE_GIPSI_M2 25
A partir de 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.
Implantation 4/4Implantation 4/4
Implantation pratique• Plusieurs topologies possibles
• En S avec un opérateur par poste de travail
FRDE
MOPE
RE TA VE
• En U avec un opérateur pour plusieurs postes de travail
FRDE PE
MO
RETAVE
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• Etc.