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ÉCOLE DE TECHNOLOGIE SUPÉRIEURE UNIVERSITÉ DU QUÉBEC MÉMOIRE PRÉSENTÉ À L’ÉCOLE

ÉCOLE DE TECHNOLOGIE SUPÉRIEURE UNIVERSITÉ DU QUÉBEC MÉMOIRE PRÉSENTÉ À L’ÉCOLE DE TECHNOLOGIE SUPÉRIEURE COMME EXIGENCE PARTIELLE À L’OBTENTION DE LA MAÎTRISE EN GÉNIE CONCENTRATION PERSONNALISÉE M. Ing. PAR Jérémi COLLIN-LEWIS DÉVELOPPEMENT D'UNE MÉTHODOLOGIE D'AMÉLIORATION DES PROCESSUS BASÉE UNIQUEMENT SUR DES OUTILS D'ANALYSE GRAPHIQUE (SIX SIGMA LITE) MONTRÉAL, LE 4 FÉVRIER 2015 ©Tous droits réservés, Jérémi Collin-Lewis, 2015 ©Tous droits réservés Cette licence signifie qu’il est interdit de reproduire, d’enregistrer ou de diffuser en tout ou en partie, le présent document. Le lecteur qui désire imprimer ou conserver sur un autre media une partie importante de ce document, doit obligatoirement en demander l’autorisation à l’auteur. PRÉSENTATION DU JURY CE MÉMOIRE A ÉTÉ ÉVALUÉ PAR UN JURY COMPOSÉ DE : M. Michel Rioux, directeur de mémoire Département de génie de la production automatisée à l’École de technologie supérieure M. James Lapalme, président du jury Département de génie logiciel et des TI à l’École de technologie supérieure M. Marc Paquet, membre du jury Département de génie de la production automatisée à l’École de technologie supérieure Mme Silvia Gilbert, examinateur externe MINDCORE SERVICE CONSEIL IL A FAIT L’OBJET D’UNE SOUTENANCE DEVANT JURY ET PUBLIC LE 17 DÉCEMBRE 2014 À L’ÉCOLE DE TECHNOLOGIE SUPÉRIEURE AVANT-PROPOS La méthodologie Six Sigma a été formalisée durant les années 80 et connait un essor fulgurant depuis son apparition. L’évolution, durant la dernière décennie, du coffre à outils de cette méthodologie est passée grandement par l’adaptation aux types d’industries : éducation, hospitalier, bancaire, manufacturier, etc. Ces adaptations sont généralement qu’une sélection dans le large bassin d’outils d’amélioration continue déjà existant. Les firmes de consultation spécialisées dans la gestion de la qualité profitent aussi de cet essor en offrant des formations. Mais un problème semble persister en ce qui concerne la rétention des connaissances acquises dans ces formations. Ce travail propose plutôt une adaptation des outils pour favoriser une meilleure rétention des connaissances et motiver davantage les employés à devenir des agents de changement. L’originalité et la valeur de ce travail est d’alimenter la réflexion autour de l’équilibre entre les besoins de l’industrie et la rigueur scientifique associé aux outils Six Sigma. Le prototype de coffre à outils proposé se base sur des analyses qui requièrent des notions plus simples à comprendre en affectant peu la capacité à résoudre des problèmes. REMERCIEMENTS Je tiens à remercier mon directeur Michel Rioux pour m’avoir orienté dans un sujet de recherche qui me passionne, de m’avoir supporté et d’avoir eu confiance en moi tout au long de mon parcours. Je remercie aussi Mindcore Service Conseil avec qui j’ai collaboré durant ce travail et qui m’ont permis d’obtenir du financement pour faire ces recherches. D’ailleurs, merci à l’organisme MITACS pour la généreuse bourse que j’ai obtenue. Merci aux experts collaborateurs qui ont pris le temps d’évaluer le fruit de mon travail et de fournir leurs commentaires sur le sujet. Professeur Michel Rioux Ph.D., Professeur Mickaël Gardoni Ph.D., Sylvain Tétrault M.ing. et Sylvia Gilbert ing. Finalement, merci à Rébéca Lemay-Perreault, celle avec qui je partage ma vie, qui m’a soutenu, conseillé et encouragé durant tout ce travail de rédaction. DÉVELOPPEMENT D'UNE MÉTHODOLOGIE D'AMÉLIORATION DES PROCESSUS BASÉE UNIQUEMENT SUR DES OUTILS D'ANALYSE GRAPHIQUE (SIX SIGMA LITE) Jérémi COLLIN-LEWIS RÉSUMÉ La popularité de la méthodologie Six Sigma à travers l’industrie à favoriser l’explosion des offres de formation pour en obtenir une certification. Ces certifications ne s’obtiennent pas sans peine et les gens formés ne sont pas uniformément efficaces. Les employés, une fois formés, ne comprennent pas bien les outils étant donné leur caractère hautement analytique et sont souvent confus devant la quantité impressionnante de possibilités d’analyse pour la résolution d’un problème. Ce qui peut mener à une démotivation, une perte d’énergie, de temps et d’argent. Ce travail vise à trouver une alternative à la rigueur scientifique tout en favorisant au mieux la capacité de résolution de problèmes. Ceci passe par des concepts plus simples et une analyse davantage visuelle que mathématique. Les outils de nature calculatoires de la formation ceinture noire ont été adaptés pour que l’utilisation rigoureuse de la statistique ne soit plus nécessaire. Tous les concepts de ce nouveau prototype n’exigent aucune connaissance postsecondaire selon le ministère de l’Éducation du Québec. D’ailleurs, une sélection des outils a aussi été effectuée de sorte à amoindrir la confusion liée à cette sélection lors de la résolution d’un problème. Le jugement des experts sur le prototype montre qu’il serait préférable d’environ 45% face à formation sur l’utilisation des outils classiques. La voie semble prometteuse pour en faire l’essai. Le défi ultérieur à ce travail sera d’introduire une formation en industrie et de capter l’écart des performances entre les différents professionnels de l’amélioration continue. Mots-clés : Six Sigma, Amélioration continue, Black Belt, Green Belt, Outils statistiques DÉVELOPPEMENT D'UNE MÉTHODOLOGIE D'AMÉLIORATION DES PROCESSUS BASÉE UNIQUEMENT SUR DES OUTILS D'ANALYSE GRAPHIQUE (SIX SIGMA LITE) Jérémi COLLIN-LEWIS ABSTRACT The popularity of Six Sigma across the industry has foster the explosion of training opportunities for certification. These certifications are not obtained easily and trained people are not uniformly effective. Employees, once formed, do not understand the tools given their highly analytical in nature and are often confused by the tremendous amount of opportunity analysis for solving a problem. This can lead to demotivation, loss of energy, time and money. This work aims to find an alternative to scientific rigor while promoting best resolution capability so as to increase the pool of change agent. This requires more simple concepts and more visual than mathematical analysis. The Black Belt training of the American Society for Quality (ASQ) was chosen as a basic reference given its notorious reputation. Tools of computational nature of this training have been adapted and the rigorous use of statistics is no longer necessary. All concepts of this new prototype require no post- secondary knowledge according to the Ministry of Education of Quebec. Moreover, a selection of tools was also performed in order to lessen the confusion related to this selection when solving a problem. Expert judgment on the prototype shows that it would be preferable to about 45 % against training on the use of conventional tools. The path seems promising to try. The subsequent challenge to this work will be to introduce training in industry and capture the performance gap between professionals of continuous improvement. Keywords: Six Sigma, Continuous improvement, Black Belt, Green Belt, Statistical tools TABLE DES MATIÈRES Page INTRODUCTION .....................................................................................................................1 CHAPITRE 1 CONTEXTE ET REVUE LITTÉRAIRE...........................................................5 1.1 Performance ...................................................................................................................5 1.1.1 Performance moyenne ................................................................................ 5 1.1.2 Méfaits de la variabilité .............................................................................. 6 1.2 Qu’est-ce que la méthodologie Six Sigma .....................................................................6 1.2.1 Historique .................................................................................................... 8 1.2.2 Spécificités .................................................................................................. 9 1.2.2.1 Axée sur les résultats financiers ................................................. 11 1.2.2.2 Axée sur la réduction de la variabilité ....................................... 12 1.2.3 Évolution vers le Lean Six Sigma ............................................................. 13 1.2.4 Distinction entre l’entreprise manufacturière et de service ...................... 14 1.2.5 Structure hiérarchique typique .................................................................. 15 1.3 Critique envers la méthodologie Six Sigma .................................................................16 1.3.1 La science et les besoins de l’industrie ..................................................... 16 1.3.2 Les rôles, le savoir et les enjeux éducationnels ........................................ 18 1.3.3 La démarche et les enjeux organisationnels .............................................. 21 1.4 Synthèse des enjeux et orientation du travail ...............................................................22 1.5 Méthodologie ...............................................................................................................24 CHAPITRE 2 ÉVALUATION DES OUTILS ET DES CONNAISSANCES REQUISES ....27 2.1 Reconnaître ..................................................................................................................27 2.2 Définir ..........................................................................................................................28 2.3 Mesurer ........................................................................................................................29 2.3.1 Analyse d’un système de mesure (R & R) ................................................ 29 2.3.2 Le théorème de la limite centrale (TCL) ................................................... 31 2.3.3 Test de normalités ..................................................................................... 32 2.3.4 Analyse d’aptitude d’un procédé .............................................................. 33 2.3.4.1 Le calcul du niveau sigma .......................................................... 33 2.3.5 Les indices d’aptitudes .............................................................................. 35 2.4 Analyser .......................................................................................................................37 2.4.1 Le design d’expérience ............................................................................. 37 2.4.1.1 Déterminer les facteurs à l’étude ............................................... 38 2.4.1.2 Préparation de la matrice des essais ........................................... 39 2.4.1.3 La collecte des données ............................................................. 42 2.4.1.4 L’analyse des données ............................................................... 43 2.4.2 Analyse de la variance (ANOVA) ............................................................ 43 2.4.2.1 Les conditions d’applications lié à l’analyse de la variance ...... 45 XIV 2.4.3 La stratification ......................................................................................... 48 2.4.4 Analyse multi varié graphique .................................................................. 49 2.4.5 Analyse de la régression ........................................................................... 52 2.4.6 Les tests d’hypothèses............................................................................... 52 2.4.7 L’échantillonnage ..................................................................................... 52 2.5 Améliorer .....................................................................................................................54 2.6 Contrôler ......................................................................................................................56 2.6.1 Les cartes de contrôle ................................................................................ 56 2.7 Synthèse des outils statistiques ....................................................................................62 CHAPITRE 3 SÉLECTION D’OUTILS DE REMPLACEMENT .........................................63 3.1 Type d’opérations et démarche d’analyse ....................................................................65 3.2 Sélection, analyse et conception des outils ..................................................................66 3.2.1 Les outils graphiques de base ................................................................... 66 3.2.1.1 Boîte à moustache ...................................................................... 66 3.2.1.2 Graphique à barres ..................................................................... 69 3.2.1.3 Le graphique secteur .................................................................. 70 3.2.1.4 Histogramme .............................................................................. 71 3.2.1.5 Diagramme de Pareto ................................................................. 71 3.2.2 L’analyse d’un système de mesure (R et R) ............................................. 72 3.2.3 Le théorème central limite (TCL) ............................................................. 74 3.2.4 Test de normalités ..................................................................................... 74 3.2.5 Analyse d’aptitude d’un procédé .............................................................. 74 3.2.6 Les indices d’aptitudes .............................................................................. 75 3.2.7 L’analyse de la variance (ANOVA) ......................................................... 82 3.2.8 Analyse multi varié graphique .................................................................. 84 3.2.9 Analyse de la régression ........................................................................... 85 3.2.10 Les tests d’hypothèses............................................................................... 89 3.2.11 L’échantillonnage ..................................................................................... 90 3.2.12 Les cartes de contrôle ................................................................................ 90 uploads/s1/ collin-lewis-jeremi.pdf