La gestion des données



Le passage d'une production artisanale à une production industrielle a demandé de structurer, codifier et mémoriser les informations afin de conserver la connaissance des techniques et méthodes de production. Les données techniques décrivent les produits, les nomenclatures, les moyens de production et les gammes de production permettant de réaliser les produits avec les moyens disponibles. Les données techniques existent en dehors de toute production ou de toute demande. Elles décrivent le savoir faire de l'entreprise. Les données techniques seront complétées par les données de production qui elles, décriront l'encours de production, les ordres de fabrication, les inventaires, etc.

Gestion des données techniques


Les données techniques décrivent le savoir faire de l’entreprise, autrement dit :
  • ses produits,
  • ses ressources (moyens de production, outils, outillages, ressources humaines si nécessaire),
  • les gammes d'usinages et opérations permettant d’utiliser ces ressources pour fabriquer les produits.

Ces données techniques d’une entreprise existent en dehors de toute production. Elles sont en quelque sorte le capital de connaissance de l’entreprise. Pour établir les données techniques d'une entreprise, il faut :

  • Établir par observation le graphe (en fait un arbre) de déroulement matière (les étapes de transformation, stockage, contrôle et éventuellement attente) qui permettent de passer de matières première à des produits finis,
  • Décider quels sont les produits identifiés (stockés ou vendus): ces produits permettront de créer les nomenclatures et les morceaux de graphes entre les produits identifiés seront les gammes
  • Choisir comment regrouper toutes les machines en postes de charges.
  • définir les gammes d'usinages et opérations permettant d’utiliser ces postes de charge pour fabriquer les produits.

Produits

La description des produits passe par une codification. La codification des produits permet d'associer un code (un nom, un chiffre, un code complexe) et une description à un objet produit, stocké ou approvisionné.

Si le graphe de déroulement matière est un invariant, le découpage de ce graphe en produit et gammes est un choix. Il doit y avoir une adéquation entre les choix d'identification et l'organisation d'un atelier. Généralement, toutes les opérations d'une gamme seront faites dans un environnement suffisamment proche. On doit donc avoir une réflexion conjointe entre les produits à identifier et l'organisation des ressources. Le plus souvent, on essayera de stocker des produits intermédiaire qui peuvent servir à plusieurs produits fini juste avant l'opération qui les différenciera (avant la peinture par exemple) afin de minimiser le nombre de référence stockées.

Contenu de la fiche article

Outre le code, la fiche article doit mémoriser un certain nombre d’information, quel que soit son mode de traitement (informatique ou papier).

  • Données techniques
    • La désignation (libellé en clair donnant la description du produit)
    • Numéro de plan
    • La nature du produit (Matière première –MP-, Produit fini –PF-, autre)
    • Le type de gestion (sur stock, à la demande, sur prévision)
    • Données correspondante (quantité approvisionnée, etc.)
  • Informations de gestion
    • Fournisseur en cas de produit acheté
    • Prix, informations diverses sur la tarification, etc.

Les données liées à l’article sont plus importantes lorsque le fichier est informatisé. C’est dans la partie liée à la gestion informatique des données que cette description sera vue.

Nomenclatures

Une nomenclature décrit la composition d’un produit sous forme d’un arbre. Chaque produit fini est décrit par sa nomenclature.

  • Au sommet, le produit fini (par convention, niveau « 0 »)
  • Les nœuds intermédiaires représentent les composants (produits intermédiaires)
  • Les feuilles correspondent aux composants élémentaires (matière première)

Chaque nœud de l’arbre (sommet, feuille ou nœud intermédiaire) doit être codifié par un code unique.



Un lien entre deux éléments s’appelle un lien de nomenclature. Un lien de nomenclature est associé à une unité de mesure (unité, poids, volume, surface, caractérisant la nature de la composition) et une quantité. De fait, la nomenclature est une simplification du graphe de déroulement matière. Les produits de niveau 0 sont les produits finis (sortie du graphe de déroulement matière), les produits de plus bas niveaux, les composants (entrée du graphe). Les produits intermédiaires sont des nœuds du graphe de déroulement matière, mais certains nœuds du graphe de déroulement matière disparaissent dans la nomenclature.

Remarque :
Deux produits différents peuvent avoir la même nomenclature. En effet, les opérations de transformation faites sur ces produits peuvent différer, mais les composants être les mêmes.

On peut regarder des produits finis de plusieurs points de vue. Pour chaque point de vue, on aura une nomenclature différente .

Voir l'exemple de la roue de vélo (passage du graphe aux nomenclatures)
Voir l'exercice sur les moteurs électriques.

Postes de charges

Les postes de charge (postes de travail, work center, etc. ) sont les ressources sur lesquelles les produits vont être fabriqués. Il existe plusieurs niveaux de détail pour décrire les postes de travail. Par exemple :

  • Niveau générique ou technologique: ex) les presses à injecter
  • Niveau intermédiaire : ex) les presses à injecter de 50 tonnes
  • Niveau détaillé (niveau machine): ex) la presse "SANDRETTO 40T MICRO / 107" numéro 2 (si il y en a plusieurs)

Ces trois niveaux ont chacun leur importance.

  • Le niveau générique peut être utile pour planifier la capacité de l'usine dans une technologie donnée (assemblage, tournage, fonderie, fraisage, montage électrique, etc.).
  • Le niveau intermédiaire peut permettre d'associer un produit à une technologie. En effet, si on considère un produit donné, toutes les machines d'une même technologie ne peuvent pas être utilisées, mais souvent plusieurs sont équivalentes.
  • Le niveau machine est indispensable pour la maintenance et pour le contrôle détaillé : si on ordonnance les opérations pour demain sur un diagramme GANTT, il faut pouvoir dire qu'un ordre de fabrication donné se fera sur une presse précise.

Le niveau détaillé (machine) ne pose pas de problème. Toutes les machines individuelles doivent être nommées, ne serait-ce que pour la maintenance, etc. Le niveau le plus générique (technologie) ne pose généralement pas de problème non plus. En revanche, le niveau intermédiaire est un point de vue. Il n'est donc pas unique. On peut regarder un parc de presses à injecter de plusieurs manières, par exemple:

  • Presses de 50 tonnes, presses de 60 tonnes, presses de 70 tonnes
  • Presses de 50 à 65 tonnes, presses de 65-90 tonnes
  • Presses de 50 à 70 tonnes, presses de 65 à 85 tonnes
  • Presses de 60 tonnes Sandretto, presses de 60 tonnes DEMAG

(Ces presses sont visibles sur http://www.2m-plasturgie.com/accueil0_2m_international.htm )

Tous les logiciels de gestion des opérations permettent de mémoriser les machines INDIVIDUELLEMENT. Tous les logiciels permettent de faire des regroupements de machines, en exprimant qu'une machine individuelle appartient à "une famille de machines" ou un "type de machines" ou un "groupe de machines". En revanche, au moment du paramétrage du logiciel, l'utilisateur doit CHOISIR le type de regroupement qu'il fait. La principale raison pour faire des regroupements de machines, c'est que plusieurs machines différentes sont INTERCHANGEABLES pour une opération donnée. Il faut donc NOMMER l'ensemble des machines interchangeables.


Voir par exemple l'exemple presse

Gammes

La gamme de production reprend toutes les informations du graphe de déroulement matière correspondant à un produit donné. Le plus souvent, la gamme est une séquence d’opérations numérotées de 10 en 10 (pour pouvoir insérer dans le futur d’autres opérations).Les composants de la nomenclature sont soit tous associés à la première opération, soit associés chacun à l’opération qui les intègre. En cas d’utilisation de logiciel, nommer l’opération où un composant est nécessaire peut être utile. Si tous les composants sont associés (par défaut) à la première opération, et si un composant manque (inventaire =0), le logiciel peut refuser d’autoriser le lancement des premières opérations, même si celle-ci n’utilisent pas le composant absent.

La gamme est aussi associée à une période de validité. En effet, le produit peut avoir, le long de son histoire, plusieurs gammes de production différentes. Il faut savoir quelle gamme utiliser lors de la fabrication d’un lot de pièces. On peut avoir la situation où deux ordres de fabrication coexistant dans l’atelier sont fait selon deux gammes différentes.

Éventuellement l’ordre des opérations n’est pas un ordre total (une séquence unique). Certaines opérations peuvent être effectuées dans un ordre indifférent. Ces possibilités sont le plus souvent laissées à l’appréciation d’un responsable de production (l’information est rarement codifiée, ni même consignée dans la gamme.

Opérations

Une opération de gamme de production décrit toutes les transformations qui se font sur un produit entre le moment où il rentre sur un poste de charge et le moment où il en sort. Au niveau de la gamme de production, on ne s'intéresse pas aux différentes phases d'usinage qui se suivent sur la machine. L'opération de gamme est au minimum caractérisée par :

  • le numéro de l'opération
  • le poste de charge sur lequel l'opération est faite
  • la désignation du travail effectué (fiche technique, dessin, etc.)
  • les outils ou outillages nécessaires pour réaliser la pièce
  • la durée de l'opération
  • les réglages à effectuer

Éventuellement, l'opération pointe aussi sur un programme de commande numérique si le poste de charge est une machine à commande numérique.

La notion de durée n’est pas aussi évidente qu’il ne parait. Il faut avoir toutes les informations pour calculer la durée opératoire nécessaire pour effectuer un lot de pièces et donc connaitre la fonction qui donne cette durée en fonction de la quantité Q :


[math]Durée=f(Q)[/math]

Le plus souvent, cette fonction tient compte de trois paramètres :

  • K, taille du lot de traitement
  • R, temps de réglage
  • P, temps de traitement d’un lot

[math]Durée=R+P\times ent\displaystyle\left( \frac{Q}{K} \right)[/math]

Il existe cependant des cas d' plus complexes

http://drupal.mgi.polymtl.ca/?q=node/4

De fait, si on utilise un système de gestion de la fabrication ou un ERP, la description de l'opération sera plus complexe.

Gamme de substitution

Que faire si le même produit peut être fait de plusieurs manières différentes? Le spectre des possibilités est très large. Le tableau suivant résume les principales possibilités:


1 Poste de charge avec machines différentes Un poste de charge est composé de plusieurs machines, chacun ayant un taux d’efficacité. Dans ce cas, toutes les opérations faites sur ce poste peuvent, par défaut, se faire sur toutes les machines du poste, avec une durée calculée comme le produit du temps nominal par le facteur d’efficacité.
2 Postes de charge de substitution Une opération « pointe » sur un poste de charge principal, mais aussi sur des postes de charge de substitution, avec un taux de dégradation du temps.
3 Opération de substitution Une opération dispose d’opérations de substitution, faites sur d’autres postes de charge. Ceci permet d’avoir une description (outillage, réglage, programme de commande numérique, etc…) différant de l’opération principale à l’opération de substitution.
4 Gamme de substitution Le produit a une gamme principale et une ou des gammes de substitution. Chaque gamme a sa propre définition, indépendante des autres.


Dans les cas 1, si un logiciel est utilisé, il est toujours capable de choisir lui-même la machine sur laquelle se fait l’opération (si un module d’ordonnancement est utilisé). Dans les cas 3 et 4, c’est à un utilisateur de dire que l’opération ou la gamme principale ne sera pas celle utilisée. Le logiciel n’est jamais capable de le dire lui-même. Dans le cas 2, cela dépend du logiciel.

Dans le cas 1, on exprime que les machines du poste de charge sont TOUJOURS substituables les unes aux autres, quelque soit le produit, et que les ratios de durée sont toujours les mêmes. Par exemple, deux machines de découpe laser de même surface de découpe, l’une en découpage rapide, l’autre fonctionnant à vitesse normale. Dans certain cas, les machines ne sont pas parfaitement substituables ou les ratios ne sont pas toujours les mêmes, mais l’approximation est suffisante.

Dans les cas 1 et 2, il n’y a qu’une description d’opération, mais plusieurs ressources possibles. Il faut donc que toutes les informations codifiées pour l’opération soient les mêmes sur chaque ressource. S’il y a des outillages, des durées de réglage, des programmes de commandes numériques ou toutes autres informations, il faut que ces informations soient valides quelque soit la ressource.

Gestion des données de production

Alors que les données techniques existent en dehors de toute activité, les données de production décrivent le travail en cours et à faire.

Fiche de stock

La fiche de stock permet de mémoriser le niveau de stock, les entrées et les sorties, les inventaires (comptage manuel des produits effectivement en stock). Pour un même produit, on peut avoir autant de fiches de stock que de lieux de stockage.

Ordres de fabrication (OF)

L’ordre de fabrication est l’expression d’un travail devant être fait dans l’atelier. Il contient les informations suivantes :

  • Numéro d’article
  • Numéro de gamme à utiliser
  • Quantité à fabriquer
  • État (en attente, bloqué, lancé, fini)
  • Date d’échéance (due date)
  • Date de début prévue (release date)

Les ordres de fabrication sont utilisés essentiellement en flux poussé, lorsque la production suit le plan de production établi à moyen terme.

Lorsqu’il est créé, l’ordre de fabrication est une prévision (il est créé par un plan, mais peut encore être remis en cause). Lorsque la date de début se rapproche, l’ordre de fabrication devient « bloqué » ou gelé. Cela signifie qu’il ne peut plus être modifié, du moins sans l’intervention d’un gestionnaire. Lorsque l’ordre de fabrication est mis en production, il passe de l’état bloqué à l’état lancé (ou encours).

Pour passer de l’état bloqué à l’état « encours » ou lancé, il faut généralement que tous les composants soient en stock. Souvent, si ce n’est pas le cas, le logiciel utilisé refusera de libérer l’ordre.

Lorsque la dernière opération est finie, l’ordre devient « fini ». Dans certains cas, c’est à ce moment là que les stocks de composants sont mis à jour. On parle de post consommation.

Le dossier de fabrication

Dans certains cas, lorsque l’ordre de fabrication est lancé, on créé une copie de la gamme de fabrication qui servira de gamme lors de la fabrication. Ceci permettra de modifier localement la gamme de cet ordre, sans pour autant modifier les données techniques, donc les données utilisées pour les autres ordres.

Gestion informatisées des données

Le plus souvent, les données sont gérées par des logiciels. L’utilisation d’un logiciel, permet d’accéder plus facilement aux informations, de les faire vivre, de faire des transactions automatiques. Il existe essentiellement 3 niveaux de logiciel pour gérer les données techniques :
  • Base de données maison avec ou sans applications maisons,
  • Logiciel de gestion des opérations,
  • ERP intégrée.

Dans le premier cas, les données mémorisées sont celles dont on a besoin, puisqu’on les a définies pour cela. A priori, cela ne pose pas de problème. Malheureusement, souvent, ces logiciels ont vieilli et ne correspondent pas toujours aux besoins des entreprises.

Dans le cas de progiciel (logiciels achetés, soit spécifique à la gestion de production, soit des ERP), les tables ou fichiers sont définis comme un ensemble de « champs » ayant un nom, une description et une sémantique. La sémantique est souvent décrite par un texte explicatif, mais elle est surtout liée à l’usage de ce champ qui est fait par les programmes qui utilisent ces données. L'installation d'un logiciel gérant les données techniques passe par les étapes suivantes:

  • Choix des applications (modules) utilisés et en conséquences des champs de données à remplir,
  • Saisie des produits (Matière première, composants, nomenclature). On commence généralement par les matière première pour créer en même temps les liens de nomenclatures (les composants doivent exister pour créer le composé),
  • Création des postes de charges,
  • Création des Gammes et des opérations (les postes de charges doivent êtres définis).

Le paramétrage du logiciel commence par déterminer quels champs seront utilisés et quels champs seront oubliés. Ce choix est fondamental et demande de bien connaître les usages faits de ces données.

Fichiers articles

Les premières données à remplir sont les produits . En effet, ces données n’utilisent aucune autre information. Parmi les données a remplir, les plus classiques sont :

  • Quels produits identifier. Si l’organisation de l’atelier doit évoluer, il est important de faire les modifications avant de codifier les articles, de telle sorte que le travail ne soit fait qu’une seule fois,
  • Quel type de gestion pour chaque article (sur stock, sur point de commande, périodique, à la commande, etc...). Ce choix est fondamental, mais il est malheureusement souvent assez mal fait et surtout, personne ne saura le remettre en cause ultérieurement,
  • Selon le type de politique, les paramètres (quantité à approvisionner, point de commande, période, etc...) qui théoriquement demande de travailler sur un historique,
  • Le Lead TIME, qui est le temps global de production d'un lot de ce produit, incluant les opérations de production, de contrôle, les attentes, etc.

Le Lead time d'un produit A donné est utilisé pour que les applications faisant la planification de la production puisse positionner une date de début de production (et donc la date de réception des composants du produit) lorsque l'on souhaite une date de livraison d'une quantité donnée de ce produit A. Ce Lead Time est lié au produit ou article, donc il est donc indépendant du nombre de produits fabriqués. Cela peut paraitre étrange que l'on considère qu'il faille le même temps pour fabriquer un lot de pièces, quelque soit sa taille. Notons cependant :

  • Le lead time contient beaucoup plus de temps d'Attente que de temps de production. L'attente totale est elle-même souvent un multiple du nombre d'opérations,
  • L'habitude étant souvent de choisir un approvisionnement en quantité constante, on a souvent un lot de cette taille là.

Évidemment, le choix du type de gestion, des paramètres et du lead time sont fondamentaux pour le fonctionnement de toutes les applications de l’entreprise. Malheureusement, on trouve encore beaucoup d'entreprises qui passent peu de temps de réflexion pour remplir ces champs (voire les confient à des stagiaires qui les remplissent au mieux de leurs connaissances, puis disparaissent avec la justification de leurs choix). D'Autre part, des choix de quantités ou périodes fixes (souhaitées économiques)devraient évoluer au fil des ans et de l'évolution de la demande, alors que dans la réalité elles sont rarement mises à jour.

Lien de nomenclature

Une fois les produits créés, les liens de nomenclatures permettent de constituer les nomenclatures globales. Pour chacun des liens, on doit donner :

  • L'unité utilisé (unité, kg, cm, etc..),
  • La quantité de composant dans le composé,
  • Souvent une date de création ou de validité

Les données techniques sont des données importantes pour l'entreprise. La saisie d'une donnée peut déclencher plusieurs processus dans le logiciel: un erreur dans l'unité par exemple peut alors s'avérer lourde à corriger.

Postes de charges

Souvent, le terme poste de charge est utilisé, mais on peut trouver d'autre termes comme : ressource, machine, poste de travail,, etc. Dans tout les cas, il faut arbitrer ce que l'on va décider de déclarer dans le fichier. Pour chacune des ressources identifié, il faudra saisir:

  • Sa désignation,
  • Le nombre d'exemplaire,
  • Éventuellement un calendrier d'usage,
  • Quelque fois le taux de productivité (temps utile en % du temps total),
  • Souvent des informations relatives au coût horaire (pour pouvoir faire des devis).

Évidemment, si l'on décide de changer l'organisation industrielle et de passer d'une organisation fonctionnelle à une organisation en cellule, cela a des impacts sur la définition des postes de charges et peut remettre en cause un grand nombre de données.

Gammes et opérations

Une fois les produits, nomenclatures et ressources (postes de charges ou autre) créés, on peut créer les gammes. Généralement, l'identification d'une gamme est l'identification du produit suivi d'un numéro d'ordre (il peut y avoir plusieurs gammes associées au même produits). En règle général, une seul gamme est valide à un instant donné. En règle générale, les données saisies sont :

  • Nom de la gamme et période de validité,
  • Créateur de la gamme,
  • Pour chaque opération:
    • Le numéro d'opération,
    • Le poste de charge (souvent choisi dans une liste),
    • La durée opératoire (immobilisant la machine),
    • La durée de préparation (set-up),
    • Quelques fois des informations sur le nombre d'opérateurs utilisés,
    • Un plan d'opération ou une liste de consignes.
    • Etc. selon la complexité du logiciel.

Habituellement la codification des opérations se fait de 10 en 10, pour permettre d'en rajouter au besoin.

Ordres de fabrication

Les ordres de fabrication (OF) sont soit créés à la main, soit créés par un logiciel de planification. Ils correspondent à une décision de fabriquer un certain nombre de produit pour une date donnée. Les informations liés sont :

  • Numéro de l'ordre (généralement généré automatiquement),
  • Identifiant du produit (le plus souvent choisi au travers d'une liste),
  • La quantité à produire,
  • La date due (date d'échéance)
  • La date de début prévue,
  • L'état (proposé, confirmé, lancé, fini),

Généralement, au moment de la création d'un OF, on va dupliquer la gamme (celle valide au moment de la création de l'OF) pour associer une copie de la gamme à l'OF. De cette manière, si il y a des changements imposés (changer de machine parce qu'une machine est en panne, reprise d'une opération mal faite, etc.) on pourra altérer localement cette gamme sans toucher aux données techniques de l'entreprise. Dans les logiciels sérieux, on ne peut pas faire passer un OF à l'état "lancé" ou "en cours" si on ne dispose pas des quantités voulus de composants (données par la nomenclature). En revanche, certains logiciels permettent la mise à jour automatique des niveaux de stocks des composants (donc sans intervention manuelle) lors du lancement de l'OF (passage à l'état en cours).

Autres données

L'utilisation d'un logiciel va souvent permettre (ou demander) la création d'autres données plus variées, et souvent plus liées à la gestion globale qu'à la gestion des opérations :

  • Commandes clients,
  • Lignes de commande (une par article),
  • Bon de livraison,
  • Bons de sortie matière,
  • Etc.

Ces données sortent du domaine de la gestion des opérations.

PLM

Le Product Lifecycle Management est l'ensemble des outils permettant de gérer les données techniques d'un produit. Initialement, les données techniques sont gérées par deux familles de logiciels :

  • Les logiciels de DAO/CAO (Dessin Assisté par Ordinateur et Conception Assistée par Ordinateur), CAD/CAM e nanglais,
  • Les PGI (Progiciel de gestion intégéré, ERP -entreprise Resource Planing en anglais).
Petit à petit, pour les produits complexes, les enjeux des données techniques ont augmentés avec la gestion des versions, la gestion des options et des variations, le croisement entre électronique et mécanique (produits mécatroniques) au point que les logiciels de gestion de donnée stechniques sont devenus de plus en plus cruciaux et stratégiques. C'est l'émmergence des PLM. Plus d'information peuvent se voir sur le site de Wikipedia par exemple.