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Nouvelles approches pour la formation des cellules de production dans le cadre

Nouvelles approches pour la formation des cellules de production dans le cadre d’une d´ emarche de conception Waﬁk Hachicha To cite this version: Waﬁk Hachicha. Nouvelles approches pour la formation des cellules de production dans le cadre d’une d´ emarche de conception. Sciences de l’ing´ enieur [physics]. Ecole Nationale d’Ing´ enieurs de Sfax, 2009. Fran¸ cais. <tel-00430450> HAL Id: tel-00430450 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00430450 Submitted on 6 Nov 2009 HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entiﬁc research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destin´ ee au d´ epˆ ot et ` a la diﬀusion de documents scientiﬁques de niveau recherche, publi´ es ou non, ´ emanant des ´ etablissements d’enseignement et de recherche fran¸ cais ou ´ etrangers, des laboratoires publics ou priv´ es. Rapport des travaux de thèse ENIS /U2MP Wafik Hachicha Page 1 THÈSE Présentée à L’École Nationale d’Ingénieurs de Sfax En vue de l’obtention du DOCTORAT Dans la discipline Mécanique Nom du doctorat : Génie Mécanique Par Wafik HACHICHA Mastère en Mécanique et ingénierie Ingénieur en Génie Industriel NOUVELLES APPROCHES POUR LA FORMATION DES CELLULES DE PRODUCTION DANS LE CADRE D’UNE DÉMARCHE DE CONCEPTION Soutenu publiquement le 13 mars 2009, devant le jury composé de : Président : M. Foued HALOUANI (Professeur à l’ENIS) Rapporteurs : M. Chedly BRADAI (Maître de conférences à l’ENIS) M. Samir LAMOURI (Professeur à SUPMECA) Examinateur : M. Zoubeir BOUAZIZ (Maître de conférences à l’ENIS) Encadreurs : M. Mohamed HADDAR (Professeur à l’ENIS) M. Faouzi MASMOUDI (Maître de conférences à l’ENIS) Rapport des travaux de thèse ENIS /U2MP Wafik Hachicha Page 2 REMERCIEMENTS Au moment où s’achève l’écriture de ce rapport de thèse, j’aurais passé Plus de trois années à l’Unité de Mécanique, Modélisation et Production (U2MP) de l’Ecole Nationale d’Ingénieurs de Sfax (ENIS). Je remercie en premier lieu son directeur, le Professeur Mohamed Haddar, de m’y avoir accueilli. Je tiens également à lui exprimer ma profonde gratitude, en tant que directeur de thèse, pour son aide qui a permis d’effectuer cette thèse dans les meilleures conditions possibles. Par ailleurs, je tiens à remercier les membres du U2MP, chercheurs et doctorants pour leur soutien et qui ont permis de faire avancer ces travaux dans un contexte agréable. Je tiens à remercier tout particulièrement, mon encadreur Monsieur Faouzi MASMOUDI associant des qualités pédagogiques à des rapports conviviaux, son encadrement a été précieux et professionnel ce qui m’a permis d’atteindre les objectifs qui avaient été assignés à cette thèse. Encore un grand remerciement pour son soutien sans faille. J’exprime mon profond respect et mes remerciements chaleureux à Monsieur Foued HALOUANI, le président du jury et à tous les membres de jury à savoir Monsieur Chedly BRADAI, Monsieur Samir LAMOURI et Monsieur Zoubeir BOUAZIZ qui ont bien voulu juger ce travail. Enfin, j’ai une pensée toute particulière pour ma mère, mon père, mon épouse, ma fille, mes sœurs, ma famille et tous mes amis qui ont si chaleureusement supporté mon indisponibilité et qui, de près comme de loin m’ont aidé et encouragé au moment opportun. Rapport des travaux de thèse ENIS /U2MP Wafik Hachicha Page 3 RÉSUMÉ Dans ce travail de thèse, nous avons proposé des nouvelles approches pour la conception des aménagements cellulaires (AC) et plus particulièrement pour la formation des cellules (FC) de production. La première approche consiste à appliquer la méthode d’analyse en composantes principale sur la matrice d’incidence (produits/machines). La matrice de corrélation statistique est exploitée comme une matrice de similarité. L’analyse du plan principal permet de grouper simultanément les machines en groupes et les produits en machines. Des algorithmes pour l’affection des éléments exceptionnels sont également proposés. Le problème de FC devient plus complexe en présence de gammes alternatives. Dans ce contexte, nous avons proposé une deuxième nouvelle approche qui se base sur l’application de la méthode des plans d’expériences (factoriel, méthode de Taguchi). L’objectif étant de choisir, pour chaque produit, la gamme préférentielle permettant l’optimisation des indicateurs de performance de FC. En plus, ce traitement permet d’introduire un aspect d’analyse de la sensibilité de la solution finale ignorée par les techniques antérieures de la FC. La troisième approche porte sur le développement d’une démarche de conception basée sur la combinaison de la conception axiomatique avec la technique des plans d’expériences. Elle permet de lister et d’ordonner les différentes tâches nécessaires pour concevoir un AC. Les autres approches que nous avons développées sont validées à travers cette démarche. Partant de l’une des solutions initiales de répartition des machines en cellules en présence d’éléments exceptionnels, la quatrième approche proposée consiste à appliquer la méthode de simulation à événements discrets pour évaluer puis améliorer la performance des cellules de production. Plusieurs stratégies pourront être étudiées : admettre des éléments exceptionnels dans les différentes cellules, dupliquer les machines exceptionnelles, etc. Les résultats des études comparatives basées sur plusieurs indicateurs de performance, indiquent que les approches proposées sont efficaces, efficientes et pratiques surtout dans leurs accessibilités à travers la disponibilité de plusieurs logiciels dans le marché. Mots clés: Aménagement cellulaire, Formation de cellules, Gammes alternatives, Eléments exceptionnels, Corrélation statistique, Analyse en composantes principales, Conception axiomatique, Plan d’expérience, Méthode de Taguchi, Simulation, Indices de performance. Rapport des travaux de thèse ENIS /U2MP Wafik Hachicha Page 4 ABSTRACT The aim of this work is to propose new approaches for the design of cellular manufacturing (CM) and principally for the cell formation (CF) which is consist in identifying the part families and machine groups. The scope of the first approach is to formulate a multivariate approach based on a correlation analysis for solving CF problem. The correlation matrix is used as similarity coefficient matrix. A scatter plot analysis is applied as a cluster analysis to make simultaneously machine groups and part families. Finally, an algorithm is improved to assign exceptional machines and exceptional parts. The CF problem are increasingly complicated if parts are assigned with alternative routings. The second proposed approach is a first of its kind in CM literature that based on Taguchi method as an optimization technique for the route selection problem which consist in determining a unique route for each part. The obtained result goes across and beyond the previous researches by providing the main effect of each part as a sensitivity analysis aspect. In the third proposed approach, we provide a framework for the complete CM system design which combines Axiomatic Design and Experimental Design to generate several feasible and potentially profitable designs. The AD approach is used as the basis for establishing a systematic CM systems design structure. ED has been a very useful tool to design and analyze complicated industrial design problems. The forth proposed approach presents a simulation-based methodology, which takes into consideration the stochastic aspect in (CM) system, to create better cell configurations. An initial solution is developed using any of the numerous CF procedures. The objective of this proposed method which provides performances ratings and cost-effective consist in determine how best to deal with the remaining exceptional elements. It considers and compares two strategies: permitting intercellular transfer and exceptional machine duplication. The results of a comparative study based on multiple performance criteria show that these proposed approaches are very effective, efficient and especially in their availability in many commercial software packages that make its easily practical. Keywords: Cellular Manufacturing, Cell Formation, Alternative routings, Exceptional elements, Statistical correlation, Principal components analysis, Axiomatic Design, Design of experiments, Taguchi method, Simulation, Performance measures. Rapport des travaux de thèse ENIS /U2MP Wafik Hachicha Page 5 TABLE DES MATIÈRES I In nt tr ro od du uc ct ti io on n g gé én né ér ra al le e… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .1 1 1. Contexte et motivation de l’étude………………………..…………………….………...1 2. Problématique et objectifs du travail………………………………………………….....1 3. Organisation du mémoire………………………………………….……..………...…….2 C Ch ha ap pi it tr re e 1 1. . L L’ ’a am mé én na ag ge em me en nt t c ce el ll lu ul la ai ir re e d de es s s sy ys st tè èm me es s d de e p pr ro od du uc ct ti io on n… …… …… …… …… …… …. .. .. .. .5 5 1. Introduction…………………………………………………………………………………...5 2. Les concepts d’aménagement des systèmes de production………………..…………....….5 2.1 Production unitaire……………………………………………………………………6 2.2 Les industries de process………………………………………………………...……6 2.3 La production manufacturière…………………………………………………….…6 2.3.1 Aménagement en flux unidirectionnel ………………..……………………….6 2.3.2. Aménagement fonctionnel………………………………...…………………...7 2.3.3. Aménagement cellulaire (en îlots)………………………………..……………8 2.3.4. Aménagement cellulaire hybride………………………………………..........10 2.4 Comparaison entre les types d’aménagement……………………………..……….11 3. La Technologie de Groupe………………………………………………………………….13 4. Les méthodes de formation de cellules : Etat de l’art…………………………………….14 4.1 Méthodes basées sur la forme des produits…………………………………….…..17 4.2 Méthodes basées sur la gamme de production des différents produits……….….19 uploads/Ingenierie_Lourd/ acp 1 .pdf