développer le travail collaboratif et l'innovation grâce au lean engineering par j-l nicque

Démarche Lean en engineering pour développer le travail collaboratif et l'innovation

Mars 2015

J-L Nicque Directeur R&D

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Newport Confidential

Agenda

•  L’entreprise et ses produits

•  Pourquoi le lean en R&D ?

•  La démarche lean au quotidien •  Cible et préférences clients •  Tear down •  OBEYA et management visuel •  Suivi Pb-Cause (PDCA) •  Cahiers des standards

•  Conclusion

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L’entreprise, ses clients •  Newport :

–  15 sites dans le monde –  2 400 Employés –  600M$ de ventes

US38%

Europe28%

Pacific Rim27%

ROW7%

Micro-‐electronics

24%Industrial23%

Defense and

Security9%

Scientific Research

22%

Life and Health Sciences22%

Berkley Lawrence Livermore Nal Lab CNRS/CEA Fraunhofer Institute

Raytheon Lookeed Thales

AGIE-Charmilles Zeiss AMTEK

ASML KLA-Tencor Applied Materials Canon

Perkin-Elmer Danaher BD Bioscience

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L’entreprise en France •  Micro-Controle :

–  Créé en 1962 –  Acquis par Newport en 1991 –  2 Usines:

•  Beaune la Rolande •  La Boulonnie

–  300 employés: •  Ancienneté moyenne = 15 ans •  40 ingénieurs et techniciens en R&D

–  Centre de design, fabrication et vente des produits de positionnement de précision.

–  >80% export

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Les Produits Micro-Controle Motion Control

•  Platines de translation •  Platines de rotation •  Electronique de contrôle •  Actionneurs •  Sytèmes multiaxes

Vente catalogue/web et design à la demande

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Les produits…

•  Support de miroir avec capteur de position absolue –  Déplacement par pas de 0,001° –  Répétabilité sur toute la course de 0,01° –  Parfait pour les alignements de faisceaux laser

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Les produits…

•  Table de déplacement linéaire –  Déplacement par pas de 1nm –  Linéarité et répétabilité extrêmes –  Idéal pour l’impression 3D jusqu’à

l’échelle des nm !

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Plateforme de positionnement de Wafer ou de Masque •  Systèmes à coussin d’air •  Systèmes mécaniques •  Déplacements verticaux (lift) et rotation

Applications pour l’industrie Semi-Conducteur

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L’entreprise : ses produits…

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Pourquoi le lean en R&D ??? -  Besoin d’un changement d’approche dans :

-  La compréhension des besoins clients -  Le travail en équipe -  La prise de risque technique

-  Un contexte contraignant : -  Modèle « try and fail » n’est plus accepté -  Opportunité de croissance sur une ligne produit en

développement : –  80% des effectifs R&D passent sur cette ligne – Renouvellement des équipes –  Fenêtre ouverte pour des innovations sur une période courte

(prise de risque technique)

Besoin de travail collaboratif et d’apprentissage

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Le lean au quotidien

•  Cible et préférences clients –  Stratégie produit

•  Tear-down –  Solutions techniques et coûts

•  OBEYA et management visuel –  Management de projet

•  Suivi Pb-Cause (PDCA) –  Amélioration continue

•  Cahier des standards –  Développement des connaissances et des personnes

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Les préférences clients à partir d’un benchmark

Available drive power PWM 320V 45Arms PWM 230V 150Arms PWM 230V 150Arms

Linear 60V 30Amp Linear 55V 4Arms Linear 80V 5Arms Linear 80V 5ArmsAvailable drive power scoring 3,5 4 4,5 4,5

Industrial standards & features

MTBF / Failure rate ? ? ? ?

G-Code --- Available Q3 2013 RS-274 standard G-code ---RS232/485 RS323 RS232 RS232Ethernet Ethernet Ethernet Ethernet EthernetEthercat ( Hiwin drives , not MegaF ) Ethercat Ethercat AeroNetFirewire --- --- 1394a OHCI compliant; 400 Mbit/s ---

PLC, I/Os PLC PLC via Ethernet

Brushless motors drives, resolver feedback ( Hiwin drives ) Brushless drives Brushless drivesResolver feedback

Brushless drivesResolver feedback

5 phases stepper motors --- 5 phases stepper --- ---Motor brake --- Motor brake 24V 1A Motor brake 24V 1A Motor brake 24V 1A

Interface to laser (machining) --- Yers ---Interface to galvanometers --- --- Galvo control ---

Input for absolute encoders Ndat, Grey code Absolute encoder EnDat 2.2 Renishaw RESOLUTE™

EnDat 2.2Renishaw RESOLUTE

Inverse kinematics ? Flexible Inverse Kinematics

Real time Kinematics Transformation

---

Industrial standards & features score 3 4 4 3

Multi-axes synchronisation 3 4Time lagg / Data age ? ?

Jitter ? ? 50 nsec

Max number of synchronized axes ? Servo 4 axes Profiler 64 axes

32 axes (profiler on host PC) 10 axes

ServoLoop rate 20 Khz 20 Khz 50 µsec 8 Khz 6 axis (Npaq) 1 to 20 KHzAccess to internal data ? Ethercat / Shared RAM

Multi-axes synchro score 3 4 4 3

Application development, maintenance & diagnostics

IDE Software --- Program manager IDE AeroBASIC .NetSoftwareDevelopmentKit

IDE AeroBASIC .NetSoftwareDevelopmentKit

Programming langage Proprietary PDL compiled in flash memory

Proprietary ACSPL AeroBASIC AeroBASIC

GUI diagnostics Yes YesGUI Encoder tuning / Lissajous plot Yes Yes

GUI Motion profiler builder ? Motion manager Yes Yes

GUI Tuning & FFT analysis Bode,Nychols,NyquistFRF Analyser

Tuning & SetupBode analysis

Bode plot analysisDigital filter Calculator

Bode plot analysisDigital filter Calculator

GUI Scope Scope Scope Not real time Not real timeSimulator ? Simulator

Logs preventive maintenance ? Comprehensive logging support

Application development, maintenance & diagnostics 4 4 4,5 4,5

Flexibility for servo customization

IDE Firmware Wizalg : servo buiding ---Proprietary PDL compiled

in flash memorySupport Development team for OEMs ?

Flexibility for customization 5 3 1 1

Advanced features & Specs2D Mapping 2D Look-up table 2D dynamic mapping multi-dimensional error mapping 1D & 2D error mapping3D Mapping ? ? multi-dimensional error mapping ---

Trajectory Line-Arc ? ? linear, circular, helical and spherical interpolation

Line-Arc 6 axes

Trajectory Spline --- ? Cubic splineTrajectory PVT ? ?

Gantry mode Gantry control X, DX Gantry control X, T Gantry algorithms Gantry

Advanced PID filters PID move/settling/settled Servo Boost auto compensation

Dynamic Controls ToolboxEnhanced Throughput Module

---

Dual loop / dual feedback ? Dual loop/feed-back Yes YesOther features --- Profile shaping (convolve) on-the-fly trajectory modificationOther features --- Autofocus autoswitchOther features ---

Highres-Lownoise encoder input 800 KHz sampling 16 bits ADC Up to x65536 (Npaq) Up to 4096xInterface to laser interferometer Zygo ? Laser interferometer Laser interferometer

PSO/PEG output No interpolation PEG output Up to three axes of Position Synchronized Output (Npaq) single axis PSO

Time flasher ? Pulses up to 8MHz (Ethercat module)

Trig InAdvanced features & Specs 4 4 4 3

Learning curve / Pugg & PlayUSB drivers USB

DLLs Visual C++ , VB, LabView C,C++, .NetAPIs To be build with PDL

Joystick/Handwheel --- --- Joystick (Npaq) Joystick/Handwheel

User interface WizAlg Development and Analyzing Tools

Software front panel

GUIOperator Interface

System SetUp GUI Configuration manager & calculator (complex to use)

Autoconfig ? ?

Autoscaling ? ?Autotuning ? ? Autotuning Autotuning

Tools complexity ? ? Complex toolsTraining availability ? ?

Learning curve / Pugg & Play 1 2 2 2

Low price

Low price scoring 4 4 4 3,5

MegaF ACS Aerotech A3200 Aerotech Ensemble

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Préférences client en visuel

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Positionnement de nos produits

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Stratégie produit

Partnership with xxx

Advanced features for OEM semi-conductor customers

Version XPS-Reseach&Lab

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Tear down video

ça sert de… ….

Est- ce que nous on aurait fait ça?

Je l’attrape par là…. ?

Ah! C’est un moteur..!!

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Tear down - Rapport

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Tear down - Rapport

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Conclusion Tear down

•  Excellent exercice de de team-work non conflictuel

•  Remet en cause des idées reçues internes

•  Offre un nouvelle perspective d’approche des coûts

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OBEYA Objectifs

techniques Jalons

Images 3D Analyse

de risques Planning détaillé

Infos méthode Plan d’action

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OBEYA…… 1 revue chaque matin

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OBEYA

•  OK : –  Partager les objectifs (techniques et jalons) –  Information sur les modifications/demandes client –  Identifier ensemble les points critiques –  Travail ensemble pour trouver des solutions

(organisationnelles et techniques…à faire évoluer) •  Not OK :

–  Résolutions de pb techniques avec groupe large –  Si support trop figé = inadéquation suivant les

phases du projet. –  Ce n’est pas un outil de vérification des actions

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Support visuel pour le design

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Support visuel pour le design •  OK :

–  Partage d’idées –  Visualisation des

interfaces –  Formation des

dessinateurs.

•  Not OK : –  Ne sert pas à

valider les choix techniques (manque A3)

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Pb-Cause-Amélioration

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Initiative des équipes

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PDCA pb solution •  Mon analyse:

–  Lieu commun d’échange, a permis de s’entendre sur les observations, de ne pas les oublier, de détecter les récurrences.

–  Évite malentendus, permet de faire un pas dans la compréhension commune des causes sans se renvoyer la responsabilité.

–  Source pour les cahiers des standards

•  Feed-back équipe : –  « ça me permet de donner l’info aux autres… » –  « besoin de relais après le point quotidien » –  « attention aux discussions d’expert qui n’intéressent pas les autres,

cependant permet d’avoir accès à l’ensemble des infos et d’avoir une vision globale du projet »

–  « Les points d’intérêt et de focalisation changent au cours du temps…pas forcement efficace pour tous tout le temps. »

–  « surtout ne pas l’arrêter ! »

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Cahier de standard •  Chaque ingénieur a son propre

cahier de standard… ...mais pas de consolidation ou d’échange.

•  Consolidation dans le passé = sur la table à dessin avec le resp BE.

•  Depuis l’utilisation de logiciel de dessin : renfermement sur soi.

•  Besoin de « forcer » la mise en commun et le travail collaboratif à partir des cahiers individuels

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La démarche •  Suivi individuel sur l’utilisation

des cahiers personnels

•  Identification de sujets récurrents et transverses

•  Mises en commun d’info pour des cahiers des standards thématiques

Le piège : Un standard n’est pas un référentiel statique

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Conclusion

•  Les outils lean permettent un changement d’attitude et un apprentissage

•  Le modèle doit être porté par le management

•  La démarche doit être dynamique (les besoins changent suivant les phase des projets)

•  Il faut se lancer et être tenace…. ……….job = work + kaizen.

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Thank you for your time

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Leadership & Management