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HAL Id: tel-00739919 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00739919 Submitted on 9 Oct 2012 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 destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés. CONTRIBUTIONS A LA MAITRISE STATISTIQUE DES PROCESSUS INDUSTRIELS MULTIVARIES Teodor Tiplica To cite this version: Teodor Tiplica. CONTRIBUTIONS A LA MAITRISE STATISTIQUE DES PROCESSUS INDUS- TRIELS MULTIVARIES. Génie des procédés. Université d’Angers, 2002. Français. ￿tel-00739919￿ UNIVERSITÉ D'ANGERS Année 2002 N° 528 CONTRIBUTIONS A LA MAITRISE STATISTIQUE DES PROCESSUS INDUSTRIELS MULTIVARIES THESE DE DOCTORAT Spécialité: Sciences et Technologies Industrielles ECOLE DOCTORALE D'ANGERS Présentée et soutenue publiquement Le 03 Octobre    A l'Institut des Sciences et Techniques de l'Ingénieur d'Angers Par Teodor TIPLICA Devant le jury ci-dessous: René SOENEN Examinateur Professeur à l'Université Claude Bernard Lyon 1 Zohra CHERFI Rapporteur Maître de Conférences HDR à l'Université de Technologie de Compiègne Jean-François AUBRY Rapporteur Professeur à l'Institut National Polytechnique de Lorraine Alain BARREAU Examinateur Professeur à l'Université d'Angers Abdessamad KOBI Examinateur Maître de Conférences à l'Université d'Angers Ioan BACIVAROV Examinateur Professeur à l'Université Polytechnique de Bucarest Directeur de thèse: Alain BARREAU Co-encadrant: Abdessamad KOBI Laboratoire: Laboratoire en Sûreté de Fonctionnement, Qualité et Organisation 62, avenue Notre Dame du Lac 49000 ANGERS ED 363 REMERCIEMENTS Le travail présenté s'inscrit dans le cadre des activités de recherche menées au laboratoire LASQUO (Laboratoire en Sûreté de fonctionnement, Qualité et Organisation) à l'ISTIA (l'Institut des Sciences et Techniques de l'Ingénieur d'Angers), Université d'Angers. Je tiens tout d'abord à remercier particulièrement Monsieur Abdessamad KOBI, Maître de Conférence à l'Université d'Angers, qui a dirigé de près l'ensemble de mes travaux, pour sa constante disponibilité, pour ses conseils, son soutien et ses nombreuses relectures de ce mémoire. Je remercie Monsieur Alain BARREAU, Président de l'Université d'Angers, pour avoir accepté de diriger cette thèse malgré les nombreuses activités dont il a la charge ainsi que pour m'avoir suivi et guidé tout au long de ce travail. Je remercie Monsieur René SOENEN, Professeur à l'Université Claude Bernard Lyon 1, pour l'honneur qu'il me fait de présider le jury. Je tiens à remercier Monsieur Jean-François AUBRY, Professeur à l'Institut National Polytechnique de Lorraine, pour m'avoir fait l'honneur d'être rapporteur de cette thèse et pour ses remarques constructives. J'adresse mes remerciements à Madame Zohra CHERFI, Maître de Conférence HDR à l'Université de Technologie de Compiègne, qui a accepté d'être rapporteur de cette thèse et pour ses remarques constructives. Je remercie Monsieur Ioan BACIVAROV, Professeur à l'Université "POLITEHNICA" de Bucarest, pour m'avoir encouragé de poursuivre une carrière dans l'enseignement, pour l'opportunité qu'il m'a donné de venir en France dans le cadre du Programme TEMPUS dont il a été le coordonnateur et pour l'honneur qu'il me fait en participant à cette commission d'examen. Je remercie Monsieur Jacques RENARD, Enseignant à l'Université d'Angers, qui a contribué par sa lecture attentive à améliorer ce document. J'adresse mes remerciements et ma profonde reconnaissance à tous les membres du laboratoire avec qui j'ai pu collaborer durant ces travaux, et notamment à Fabrice GUERIN, Bernard DUMON, Mihaela BARREAU, Alexis TODOSKOFF, Ridha HAMBLI et Christian ROBLEDO pour leurs conseils et leur soutien. Enfin, je remercie ma fiancée Anita pour m'avoir aidé et soutenu dans les moments les plus difficiles et toute ma famille pour leur soutien et leurs encouragements permanents. SOMMAIRE CHAPITRE 1 1.1 Introduction _____________________________________________ 1 1.2 La "Qualité" nécessité économique et objectif prioritaire des entreprises __________________________________________________ 2 1.3 Qu'est-ce que le Contrôle Statistique de la Qualité ? ______________ 3 1.4 La Maîtrise Statistique de Processus __________________________ 4 1.5 - Les cartes de contrôle _____________________________________ 6 1.5.1 Les cartes de contrôle univariées ________________________________________ 6 1.5.2 Les cartes de contrôle multivariées _____________________________________ 8 1.6 Conclusion _____________________________________________ 19 CHAPITRE 2 2.1 Introduction ____________________________________________ 21 2.2 Panorama des principes de détection _________________________ 22 2.3 Description et analyse des méthodes existantes _________________ 23 2.3.1 Méthode de régression des variables ___________________________________ 23 2.3.2 Méthode basée sur l'utilisation de la statistique t de Student ___________ 25 2.3.3 Décomposition MYT de la carte de contrôle T² de Hotelling __________ 27 2.3.4 Algorithme BSA (Backward Selection Algortihm) et méthode de l'hyperplan ___________________________________________________________________ 31 2.3.5 Méthode de calcul des contributions des variables _____________________ 35 2.3.6 Carte de contrôle sélection de la cause _________________________________ 38 2.3.7 Carte de contrôle multivariée des profils _______________________________ 40 2.3.8 Les méthodes de projection ____________________________________________ 42 2.3.9 Méthodes de détection directionnelles _________________________________ 45 2.4 Conclusion _____________________________________________ 49 CHAPITRE 3 3.1 Introduction ____________________________________________ 51 3.2 Analyse discriminante ____________________________________ 52 3.2.1 Formulation du problème et notations __________________________________ 52 3.2.2 Axes factoriels discriminants. Métrique discriminante _________________ 55 3.2.3 Règles d'affectation ou de classement __________________________________ 56 3.2.4 Qualité des règles de classement _______________________________________ 58 3.3 Filtrage numérique _______________________________________ 59 3.3.1 Introduction ____________________________________________________________ 59 3.3.2 Types de filtres numériques ____________________________________________ 60 3.4 Méthode FNAD (Filtrage Numérique et Analyse Discriminante) ____ 62 3.4.1 Introduction ____________________________________________________________ 62 3.4.2 Types de causes assignables étudiées ___________________________________ 66 3.4.3 Analyse spectrale des causes assignables _______________________________ 68 3.4.4 Module d'analyse "off-line" ____________________________________________ 74 3.4.5 Module bibliothèque de classes ________________________________________ 102 3.4.6 Module d'analyse "on-line" ____________________________________________ 104 3.5 Application industrielle __________________________________ 117 3.5.1 Introduction ___________________________________________________________ 117 3.5.2 Le processus de fabrication du polyéthylène ___________________________ 117 3.5.3 Modélisation mathématique du processus de fabrication ______________ 119 3.5.4 Choix des variables suivies ____________________________________________ 120 3.5.5 Création de la base de données ________________________________________ 121 3.5.6 Module d'analyse "off-line" (Analyse exploratoire de données) _______ 123 3.5.7 Bibliothèque des classes _______________________________________________ 126 3.5.8 Module d'analyse "on-line" ____________________________________________ 127 3.6 Conclusion ____________________________________________ 131 CHAPITRE 4 4.1 Introduction ___________________________________________ 133 4.2 Carte de Contrôle par Filtrage Numérique (CCFN) ____________ 134 4.2.1 Introduction ___________________________________________________________ 134 4.2.2 Principe de construction de la carte CCFN ____________________________ 135 4.2.3 Carte multidimensionnelle de contrôle par filtrage numérique CMCFN ______________________________________________________________________________ 140 4.2.4 Comparaison de la carte de contrôle EWMA avec la CCFN __________ 142 4.2.5 Evaluation de la performance de la carte de contrôle CCFN __________ 145 4.2.6 Exemples d'application de la CCFN __________________________________ 147 4.3 Carte de contrôle spectrale _______________________________ 150 4.3.1 Introduction ___________________________________________________________ 150 4.3.2 Principe de construction de la carte de contrôle spectrale _____________ 151 4.3.3 Etude du spectre des causes assignables ______________________________ 153 4.3.4 Taille de la fenêtre temporelle ________________________________________ 156 4.3.5 Détection des causes assignables avec la carte de contrôle spectrale __ 158 4.3.6 Analyse de l'efficacité de la carte de contrôle spectrale _______________ 160 4.4 Conclusion ____________________________________________ 161 5. Conclusion générale et perspectives _________________________ 163 Annexes _________________________________________________ 165 A.1 Evénements majeurs dans le domaine de la Qualité _____________________ 165 A.2 Calcul des coefficients de régression biaisés ___________________________ 170 A.3 Carte de contrôle pour des observations couplées ______________________ 171 A.4 Calcul des axes factoriels discriminants ________________________________ 175 A.5 Formule récurrente y en fonction de x pour un filtre ARMA ___________ 175 A.6 Calcul de la POM1 par la méthode des chaînes de Markov _____________ 176 Références _______________________________________________ 179 Chapitre 1 - Introduction générale - 1 -        A    ABC D EFC F B C AB C AB CCABC BBFBCCBC   AC  C C  C FBB C C FC F B CC  EFCFBCFBB CCA CC  ECAFCCA C  A BC C 1.1 Introduction Dans ce premier chapitre nous essayerons d'abord de donner une vision d'ensemble sur la "Qualité" et de tracer l'évolution des principaux concepts philosophiques la définissant. Les différentes méthodes d'amélioration de la qualité seront passées en revue et un intérêt particulier sera accordé au Contrôle Statistique de la Qualité (CSQ). Ensuite, nous focaliserons notre attention sur des aspects relevant de la Maîtrise Statistique de Processus (MSP) et principalement sur les cartes de contrôle. Nous nous contenterons de faire une présentation sommaire des principales cartes de contrôle univariées et nous soulignerons leurs contributions à l'amélioration de la qualité. En final, les perspectives ouvertes dans le domaine de la MSP par le progrès de la technologie électronique et informatique et l'évolution vers un contrôle statistique multivarié seront analysées. Les cartes de contrôle multivariées les plus connues et leurs principes de construction seront présentés. Chapitre 1 - Introduction générale - 2 - 1.2 La "Qualité" nécessité économique et objectif prioritaire des entreprises Dans le contexte économique actuel, les entreprises sont confrontées à une terrible épreuve : gagner des clients et surpasser leurs compétiteurs. Afin d'atteindre ces objectifs, les entreprises doivent faire des efforts pour assurer et satisfaire les besoins de leurs clients. Notre objectif, en tant qu'entreprise [Wal-Mart], est d'avoir une stratégie orientée client qui n'est pas seulement la meilleure, mais légendaire. (Sam WALTON) Si chacun d'entre nous, peut continuer à effectuer un travail dans cette entreprise [Chrysler] c'est grâce à la qualité, à la productivité et à la satisfaction du client. (Lee IACOCCA) Dans ce cadre, la qualité des produits et des services uploads/Litterature/ these-teodortiplica.pdf

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littérature contrôle carte normal variables processus
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