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Polycopié de cours 4éme Année 1ére Partie Année Universitaire 2019 / 2020 2 Ava

Polycopié de cours 4éme Année 1ére Partie Année Universitaire 2019 / 2020 2 Avant propos : La compétition industrielle est de plus en plus sévère et l’environnement industriel est en perpétuelle changement. Pour s’adapter à ces changements l’entreprise doit réduire les coûts de revient, améliorer la qualité des produits, respecter les délais de livraison et élaborer une stratégie bien ficelée. Pour atteindre ses objectifs stratégiques l’entreprise doit concevoir, gérer et piloter un système de production efficace et efficient. Pour disposer d’un système de production performant, il faut bien dimensionner les ateliers, concevoir un système de pilotage réactif et définir une implantation minimisant les transports et les manutentions. Dans ce cours de système de production, nous allons aborder tous ces sujets, à savoir, le dimensionnement des systèmes de production, le pilotage de production, l’implantation des ateliers … Nous allons dans un premier chapitre définir ce qu’est un produit, un processus et un système de production et identifier les différentes étapes de conception et d’industrialisation d’un produit. L’établissement préliminaire des moyens est l’une des étapes les plus importante de l’industrialisation d’un produit, nous allons donc, dans un deuxième chapitre décrire les différentes étapes d’élaboration d’un avant projet d’étude de fabrication d’une pièce mécanique. De nos jours, l’apparition des NTIC à modifié les modes de production et a rendu le système de production de plus en plus flexible, nous citons (CAO, Commande Numérique, Supervision, Logiciels de pilotage de type ERP, MES…). La mise en œuvre de ces moyens ont permis d’assurer, la rentabilité, la qualité la réactivité d’un système de production, c’est ce qui est communément appelé Productique. Dans un troisième chapitre, nous allons définir ce qu’est la pyramide productique et présenter les différents composants matériels et logiciels d’un système de production. Compte tenue de l’importance des délais, des stocks et des transports et leurs impact sur les coûts de revient, le dimensionnement des ateliers est d’une importance capitale. Par suite, dans un quatrième chapitre, nous allons aborder le problème de dimensionnement; détermination du nombre de machines, de l’effectif opérateur et l’équilibrage des lignes de production. Pour pouvoir faire une production en flux tendu, il faut optimiser l’implantation des machines au niveau de l’atelier, nous allons, par suite dans un cinquième chapitre recenser les différents techniques d’implantation. 3 Table des matières 1 Produit – processus – système de production .................................................................... 4 1.1 La conception du produit ............................................................................................... 4 1.2 Les différents types de systèmes de production ............................................................ 6 1.3 L’industrialisation d’un produit : .................................................................................. 7 1.4 Système de production .................................................................................................. 9 2 Elaboration d’un avant-projet d’étude de fabrication ...................................................... 11 2.1 Les différentes approches d’élaboration d’un APEF................................................... 11 2.2 Démarche générative ................................................................................................... 12 2.3 La démarche déductive ................................................................................................ 13 2.4 Simulation d’usinage ................................................................................................... 15 3 La pyramide productique. ................................................................................................ 16 3.1 L’automatisation et les systèmes flexibles de production ........................................... 16 3.2 Du concept CIM jusqu'à la révolution Industrie 4.0 ................................................... 18 3.3 Les composants d’un système informatique de pilotage. ............................................ 20 4 Bibliographie ................................................................................................................... 24 4 1 Produit – processus – système de production Un produit est la combinaison de biens et de services à fournir à un client, c’est l’extrant de l’entreprise. Un processus c’est l’ensemble des ressources humaines et matérielles qui permettent de transformer un intrant (matière première) en un extrant (produit fini). Un système de production est un ensemble de moyens matériels, humains, financières et informationnelles (équipements, savoir faire, procédures) qui sont combinées pour atteindre les objectifs de la fonction industrielle. L’objectif d’un système de production est de produire, il est quantifié par une productivité et une qualité requise à coût compétitif, tri type (Qualité, Coût, Délais). D’après l’approche processus un système de production est un ensemble de processus inter- reliées, il se compose de deux types de processus [1]. Les processus principaux : Les équipements et les personnels en contact direct avec le produit, ils sont chargés de piloter le système (blouses bleues). Les processus de support : Se sont les moyens et les processus utilisés pour gérer la production, résoudre les problèmes techniques et constituer un support logistique, se sont les agents : méthodes, qualité, maintenance bureaux d’étude (blouses blanches). Dans ce chapitre, nous allons définir la méthodologie de conception d’un produit, d’un processus et d’un système de production. 1.1 La conception du produit Les produits naissent vivent et meurent, leur cycle de vie devient de plus en plus court. Le cycle de vie d’un produit se compose généralement des 4 phases suivante : lancement – croissance – maturité – déclin. Exemple : pour une voiture automobile : la durée de vie d’une marque était (a l’après guerre) de 40 ans, (de nos jours) elle ne dépasse pas 10 ans. Donc il est impératif de pouvoir concevoir une marque, (produit et processus) en 3ans pour pouvoir la lancer sur le marché durant la phase où la demande est importante. Les étapes de conception d’un produit : Pour la conception d’un produit une multitude de tâche doivent être effectuées allant de la définition des besoins jusqu’au lancement sur le marché. Différentes fonctions sont concernées à savoir (Marketing - R et D – Laboratoire – Production – Méthode – Qualité…). Bien que, l’enchaînement de ces tâches diffère d’une entreprise à l’autre, le processus de création d’un produit peut être décomposé en cinq grandes étapes : 1. Définition du besoin : Généralement c’est le commercial en concertation avec le bureau d’étude qui définie le besoin (spécification du produit- performance - esthétique …etc.). 2. Etude de faisabilité : Durant cette phase l’entreprise doit prendre la décision de s’engager ou de ne pas s’engager dans le projet. La faisabilité ne doit pas être comprise seulement dans un contexte technique, il faut étudier aussi une faisabilité économique (rentabilité du projet). 3. Conception préliminaire : Une fois le produit a passée l'étape étude de faisabilité, il faut commencer la conception préliminaire et lancer des essais. À ce stade les ingénieurs de conception traduisent les spécifications générales en des spécifications techniques. 4. Développement : On explore les différentes solutions pour respecter le cahier des charges. Généralement des essais sur prototype ou des simulations sur ordinateur sont réalisées pour valider la conception. En effet, il faut fabriquer des prototypes, les tester et en se basant sur les résultats des tests effectuer des changements. Le processus de révision, de reconstructions de prototype et de tests continue de manière itérative. L'affinage du produit peut prendre beaucoup de temps et l’entreprise peut vouloir aller rapidement au niveau de cette phase pour lancer le produit sur le marchées. Cependant, en se dépêchant on risque de ne pas traiter, de manière adéquate, tous les défaillances et les bugs rencontrées lors du développement, ce qui peut couter très cher en phase de lancement. 5. Etude de définition : Elle consiste à définir le produit développé sous une forme claire et lisible (plans d’ensemble – plans de définition – schémas électrique et pneumatiques …etc.). 5 6. Industrialisation : Cette étape consiste à définir les moyens tant humains que matériel à mettre en œuvre pour obtenir un produit final. Le bureau d’étude participe dans certaines entreprises à cette phase. Peu d’entreprises abordent la création de produit comme étant un processus et dans son aspect le plus global. Elle est perçue comme un ensemble d’activités techniques ayant comme finalité de définir les spécifications des nouveaux produits. L’approche processus favorise une approche systémique (définir les liens entre les processus par le biais d’une cartographie des processus), focalise l’entreprise sur la création de la valeur et concentre l’attention sur l’amélioration. Un processus efficace de création de produit exige un ensemble de moyens et de ressources : documentaires (revues spécialisées - normes…), humaines (ingénieurs, spécialistes, experts…), informatiques (CAO – logiciels d’analyse fonctionnelle…), installation d’essaie (bancs d’essaies, prototypage rapide…). La gestion de l’innovation est parmi les processus moteurs de la phase de conception du produit. De tous les processus, la gestion des idées est sans doute la moins formalisée. Elle doit être organisée de manière à produire des résultats tangibles, et les responsabilités des différents acteurs doivent être clairement définies. Un certain nombre d’outils et de méthodes de créativité sont à la disposition du concepteur. Parmi ces outils nous pouvons citer l’analyse fonctionnelle, l’analyse de la valeur, la méthode TRIZ, le QFD Quality function deployment, le robust désign…etc. L’innovation est définie comme l’aptitude des hommes à générer et développer de nouvelles idées pour créer de la valeur. A ce niveau il faut souligner les mots ; • Hommes (d’autres systèmes comme les logiciels informatiques ne peuvent pas innover), • Nouvelle (il faut que l’idée soit nouvelle pour parler d’innovation), • Développer (il faut développer l’idée pour la transformer en produit utilisable apportant ainsi une valeur ajoutée). Les innovations n’ont pas, toutefois, toutes, la même importance nous pouvons isoler cinq niveaux d’inventivité [2] : la solution apparente, l’amélioration mineure concernant une entreprise, l’amélioration majeure concernant une industrie, le nouveau concept et la découverte scientifique. L’innovation est protégée par le droit de propriété industrielle. En effet, l’état accorde à l’inventeur ou son ayant cause ou une autre personne, sous certaines conditions et uploads/Industriel/ polysystemprod2020-part1.pdf