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N°: 2006 ENAM 2006-59 Ecole doctorale n° 432 : Sciences des Métiers de l’Ingéni

N°: 2006 ENAM 2006-59 Ecole doctorale n° 432 : Sciences des Métiers de l’Ingénieur T H È S E pour obtenir le grade de Docteur de l’École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers Spécialité “GENIE INDUSTRIEL” Présentée et soutenue publiquement par Omar ABOUZAHIR Le 12 décembre 2006 CONCEPTION D’UN OUTIL DE MESURE ET DE REDUCTION DES COUTS DE NON QUALITE : APPLICATION AU PILOTAGE DES PROCESSUS INDUSTRIELS Directeur de thèse : Robert DUCHAMP Codirecteur de thèse : Rémy GAUTIER Jury : M. Michel CARRARD, Professeur, IUT Cachan......................................................... Président M. Patrick TRUCHOT, Professeur, ERPI – ENSGSI- INPL Nancy ........................... Rapporteur M. Abdelkhalek EL HAMI, Professeur, LMR - INSA Rouen...................................... Rapporteur M. Robert DUCHAMP, Professeur, LCPI - ENSAM Paris Examinateur M. Rémy GAUTIER, Maître de Conférences HDR, LCPI - ENSAM Paris................ Examinateur Laboratoire Conception de Produits et Innovation ENSAM, CER de Paris L’ENSAM est un Grand Etablissement dépendant du Ministère de l’Education Nationale, composé de huit centres : AIX-EN-PROVENCE ANGERS BORDEAUX CHÂLONS-EN-CHAMPAGNE CLUNY LILLE METZ PARIS 2 REMERCIEMENTS Cette thèse est le fruit d’une recherche au sein du Laboratoire Conception de Produits et Innovation de L’école Nationale Supérieure d’Arts et Métiers – Centre de Paris. Je remercie toutes les personnes qui m’ont communiqué leur savoir et qui m’ont permis de continuer mon apprentissage et de construire ce travail de recherche. En particulier, je riens à remercier le Professeur Robert DUCHAMP, Directeur du Laboratoire Conception de Produits et Innovation et Directeur de ce travail pour m’avoir fait confiance et m’accepter au sein de son équipe de recherche. Je remercie Monsieur Rémy GAUTIER, Maître de conférences à l’ENSAM et codirecteur de ce travail pour m’avoir guidé et conseillé au cours de ces travaux. Je remercie également Monsieur Thierry GIDEL, Maître de conférences à l’UTC de Compiègne pour ses remarques pertinentes et orientations. Je tiens à remercier les responsables du Groupe OCP qui m’ont fait confiance pour mener ces travaux. Mes remerciements s’adressent également à chacun de l’équipe du Laboratoire Conception de Produits et Innovation pour leur amitié et leur aide. 3 TABLE DES MATIERES Tables des matières ……………………………………………………………….………. 3 Introduction générale………………………………………………………………………..6 Partie 1/ Contexte des travaux, problématique et hypothèses……8 1.1 Contexte industriel……………………………………………………………………....9 1.1.1 Présentation du Groupe OCP et de Maroc Phosphore……………………...10 1.1.2 Importance et développement de la démarche qualité……………………...13 1.2 Problématique industrielle ……………………………………………………………..16 1.3 Etat de l’art…………………………………………………………………………….. 17 Evolution d’un concept : la qualité, 80 années d’histoire…………………………….17 1.3.1 Généralités et concepts……………………………………………………. 21 1.3.1.1 Définitions……………………………………………………………….. 21 1.3.1.1.1 Définition du Coût d’obtention de la qualité (COQ)……………. 21 1.3.1.1.2 Terminologie et différentes appellations………………………... 23 1.3.1.1.3 Interprétation des quatre rubriques du COQ…………………….. 25 1.3.1.1.4 Principaux modèles du COQ …………………………………….25 1.3.1.2 Enjeux ………………………………………………………………….. 31 1.3.1.2.1 Diminution des coûts de non qualité……………………………..31 1.3.1.2.2 Coûts de non qualité : Outil de mesure…………………………..31 1.3.1.2.3 Le gisement de non qualité……………………………………….33 1.3.1.2.4 COQ : Outil de management de la qualité………………………. 34 1.3.1.3 Ordres de grandeur du COQ…………………………………………….. 36 1.3.1.3.1 Ordres de grandeur du COQ…………………………………….. 36 1.3.1.3.2 Lien entre stades de mise en place d’une démarche qualité et le COQ …………………………………………………………….. 37 1.3.1.3.3 Niveaux d’estimation du COQ………………………………….. 39 1.3.1.4 Grilles d’analyse du COQ ………………………………………………..40 1.3.1.5 Rubriques du calcul du COQ …………………………………………... 44 1.3.2 Evolution du concept du COQ ……………………………………………..56 1.3.2.1 Concept usine fantôme : FEIGENBAUM………………………………..57 1.3.2.2 Outil de communication : JURAN………………………………………. 57 1.3.2.3 Indicateur de mesure de la qualité : CROSBY …………………………..58 1.3.2.4 Guide AFCIQ – 81………………………………………………………. 60 1.3.2.5 Norme X 50 126 – 86 ……………………………………………….….. 61 1.3.2.6 Référentiel EAQF – 94 …….. ………………………………………….. 62 1.3.2.7 ISO/TR 10014 – 98……………………………………………………… 62 1.3.2.8 Accord AFNOR AC X 50-182 / 2004………………………………..…..63 1.3.2.9 Synthèse de l’état de l’art………………………………………………...64 1.4 Problématique de recherche …………………………………………………………. 66 1.4.1 Deux conceptions du COQ…………………………………………………66 1.4.1.1 Première conception : CROSBY, FEIGENBAUM …………………….. 66 1.4.1.2 Deuxième école : DEMING, JURAN, ISHIKAWA …………………… 66 1.4.1.3 Causes d’échec des programmes COQ (première conception) …………..66 1.4.1.4 Limites du COQ (deuxième conception) ……………………………….. 69 1.4.2 Problématique de la recherche……………………………………………...69 4 1.5 Pilotage et management des processus……………………………………………….. 71 Introduction ………………………………………………………………….. ….71 1.5.1 Que recouvre le terme processus………………………………………. 71 1.5.2 Comment la norme ISO 9001 aborde t- elle la notion de processus……. 71 1.5.3 Les types, classes et catégories de processus……………………………72 1.5.4 Les quatre niveaux de processus…………………………………………73 1.5.5 Cartographie des processus …………………………………………….. 73 1.5.6 La mesure, caractéristique fondamentale d’un processus et de son pilotage ………………………………………………………………………..74 1.5.7 Que recouvre le mot indicateur…………………………………………..75 1.5.8 Carte d’identité d’un processus ………………………………………… 76 1.5.9 L’amélioration continue et processus…………………………………….76 1.5.10 Indicateurs de processus et indicateurs de résultats …………………... 77 1.5.11 Coût de non qualité : indicateur pour l’action ………………………... 77 1.5.12 Indicateurs d’efficacité des processus ………………………………….77 1.6 Hypothèses de recherche …………………………………………………………… 77 1.6.1 De la nécessité d’orienter le COQ vers les processus …………………. 77 1.6.2 Première hypothèse : Identification des processus pour lesquels la méthodologie COQ est pertinente ……………………………………… 78 Deuxième hypothèse : Adaptation de la méthode COQ au pilotage des processus ………………………………………………………………. 78 Partie 2/ Caractérisation d’une démarche de pilotage des processus par les coûts de non qualité et expérimentation….79 2.1 Etudes des méthodes COQ et choix d’un premier modèle ………………………. 80 2.1.1 Principales méthodes COQ et d’amélioration continue de la qualité …...80 2.1.2 Choix d’un premier modèle ……………………………………………… . 85 2.2 Périmètre de l’expérimentation……………………………………………….………87 2.3 Protocole de l’expérimentation ……………………………………………….……... 87 2.4 Expérimentations …………………………………………………………………… 88 2.4.1 Expérimentation 1 : choix du processus…………………………………… ... 88 2.4.1.1 Contexte ……………………………………………………………. 88 2.4.1.2 Déroulement ………………………………………………………. 99 2.4.1.3 Conclusion ……………………………………………………….. 99 2.4.2 Expérimentation 2 : évolution du premier modèle……………………………100 2.4.2.1 Contexte……………………………………………………………. 100 2.4.2.2 Déroulement ……………………………………………………….. 103 2.4.2.3 Conclusion ……………………………………………………….....121 5 Partie 3/ Proposition d’un outil de mesure des coûts de non qualité pour le pilotage des processus industriels..…122 3.1 Description de la méthode proposée ………………………………………………123 3.1.1 Méthode proposée…………………………………………………………. 123 3.1.2 Organisation et pilotage…………………………………………………… 133 3.2 Conclusions sur la méthode proposée………………………………………….….135 3.2.1 Champ d’application ………………………………………………….… 135 3.2.2 Apports de la méthode ………………………………………………….…135 3.2.3 Limites de la méthode ……………………………………………………..135 3.3 Perspectives de recherche ………………………………………………….…….. 135 Conclusion générale …………………………………………………………………...136 Bibliographie …………………………………………………………………….…… 137 Annexes ……………………………………………………………….….. ………… 142 6 Introduction Générale Les coûts de non qualité…….. …….. Causes de non compétitivité 7 Introduction générale La compétitivité impose une dure loi aux entreprises : l’obligation d’une gestion rigoureuse en éliminant tous les types de gaspillages. Parmi les causes de gaspillages et donc de non compétitivité, il y a les coûts de non qualité. Des statistiques avancent entre 10 à 20% du chiffre d’affaires. Les coûts de non qualité sont dus à l’ensemble des anomalies, rebuts, retouches, réparation, etc. La réduction de ces coûts est un des axes stratégiques de toute entreprise soucieuse de sa pérennité. Afin de résorber efficacement ces coûts, il est indispensable de commencer d’abord par leur identification et évaluation, car le système comptable normal ne mesure pas ces coûts. En effet les systèmes traditionnels qui calculent les coûts par produit ne permettent pas de déterminer l’effet économique des améliorations introduites par la démarche qualité dans le processus de production. Cette recherche a pour objectif de proposer une méthodologie pour évaluer et réduire les coûts de non qualité Pour la validation de certaines hypothèses des expérimentations sont conduites en entreprise, en particulier un processus industriel continu a été choisi au sein du groupe OCP. Le document est agencé en trois parties : Dans une première partie en posant la problématique, nous examinons à travers l’étude de l’état de l’art et notamment les démarches COQ, comment peuvent –elles y répondre. La deuxième partie, intitulée expérimentation vise à valider nos hypothèses sur un cas industriel. A partir des résultats de la démarche expérimentale, nous concluons, en troisième partie en proposant une méthode d’évaluation et de réduction des coûts de non qualité orientée vers les processus. Première Partie 8 CONTEXTE DES TRAVAUX, PROBLEMATIQUE ET HYPOTHESES 9 Contexte des travaux 10 1.1.1 Présentation du Groupe OCP et de Maroc Phosphore a- A propos du phosphate : Le phosphate est recherché pour le phosphore qu’il contient. Désigné en chimie par la lettre P, il constitue un élément essentiel des cellules vivantes de l’homme. Chez les animaux, il apparaît dans les os et les dents. Chez les végétaux, c'est lui qui véhicule l'énergie produite par photosynthèse. Matière naturelle, le phosphore est présent partout. On le rencontre chaque jour. Dans la pâte dentifrice que l’on utilise le matin et dans la plupart des aliments (laitages, œufs, viandes, poissons, légumes et fruits secs). Il est également à la base de certains produits pharmaceutiques et peut être utilisé dans l’alimentation animale, dans la fabrication de détergents, la conservation des aliments et bien d’autres applications. Mais on le sait, c’est principalement pour la fertilisation des terres que les phosphates minéraux présentent une importance primordiale. On les utilise comme engrais. La plus grande partie de la production mondiale (85%) sert d’ailleurs aux engrais destinés aux sols. En quantité appropriée, le phosphore contribue à développer les racines de la plante, à faciliter son alimentation et à la rendre plus résistante face aux maladies. Autant de vertus qui permettent d’augmenter les récoltes, tant sur le plan quantitatif que qualitatif. C’est dire si le phosphate joue un rôle essentiel dans la productivité agricole, et du même coup dans l’alimentation de l’Homme. b- Présentation du Groupe OCP : Le groupe Office uploads/Industriel/ these-abouzahir.pdf