enjeux et méthodes en génie industriel. la recherche scientifique désigne en premier lieu...
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Enjeux et méthodes en Génie Industriel
La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques.
Les produits de la recherche Les connaissances scientifiques produites peuvent prendre des formes diverses : il peut s'agir de publications, de rapports, de brevets, de communications orales, etc. Enfin, ces connaissances peuvent être incorporées dans de nouvelles machines, de nouveaux instruments ou dispositifs.
Les laboratoires, qui peuvent aussi bien être publics que privés, sont les lieux privilégiés où se déroule l'activité de recherche. Y sont rassemblés des chercheurs, des techniciens et des administratifs. Ces chercheurs y partagent les ressources et les moyens rassemblés dans le laboratoire. Il existe des laboratoires tant pour les sciences exactes que pour les sciences humaines et sociales.
La Recherche
Le génie industriel
Ford T (1908-1927) : La dame en noir
Henry Ford voulait qu'elle soit universelle. Elle le devint et fit sa fortune. Inaugurant les méthodes de production à la chaîne, elle sera, en effet, construite à plus de 16 millions d'exemplaires pendant dix-neuf ans.
Tout le monde peut avoir une Ford T de la couleur qu'il
souhaite, à condition que ce soit le noir (Henry Ford)
= => MASS PRODUCTION
= => MASS PRODUCTION
Frederick Winslow Taylor (1856 - 1915) ingénieur américain
qui a mis en application l'organisation scientifique du travail, qui est la base
de la révolution industrielle du XXe siècle.
Ses travaux de recherche ont conduit au développement du travail à la chaîne, à la
parcellisation des tâches, en transformant les ouvriers et les employés à ne devenir que de simples machine
de guerre dans d'immenses entreprises mécanisées.
Frederick Winslow Taylor
• Division des tâches• Séparation conception - exécution
Customer needs :Customer needs
description :
simple, red, robust, with wheels
What is finally developedWhat is the
manufacturer expected to do
What the architect finally described
What the architect understands
Séparation conception - production
The Toyota Production System (TPS) combines management philosophy and practices to form an integrated socio-technical system at Toyota. The TPS organizes manufacturing and logistics for the automobile manufacturer, including interaction with suppliers and customers. The system is a major
precursor of the more generic "Lean manufacturing."
Sakichi Toyoda 1867 - 1930
Toyota 1er constructeur mondial en 2007
Maintenance - SAVCommercial ProductionLogistique Qualité
Processus de production (supply chain)C.R.M. S.R.M. A.P.S.M.E.S.E.R.P.
Les systèmes de production :2 processus fondamentaux
Maintenance - SAV
Marketing Etudes IndustrialisationAssurance
qualité
Commercial ProductionLogistique Qualité
P.L.M. CFAO CAE
Processus de production (supply chain)
Processus de développement produit
Les systèmes de production :2 processus fondamentaux
1991 : une révolution en développement de produits
Quand il est nommé directeur du projet Twingo, Yves Dubreil a déjà un parcours varié dans l’entreprise, au sein du bureau d’études, de la fonction produit et des achats. Pour Twingo, il va notamment s’attacher à démontrer la rentabilité du projet, en menant avec les groupes-fonctions et les fournisseurs un travail de fond sur les contraintes économiques
• la banquette AR modulable• le tableau de bord central
Quelques laboratoires
• CRG - Ecole polytechnique• CGS - Ecole des Mines de Paris• LGI - Ecole centrale Paris• LIESP (Lyon)• Mines Albi• Mines St Etienne• ……• MIT Massachussets Insti……• Engineering Design Center Cambridge• ….
Quelques groupements scientifiques
• GDR MACS
• ROADEF
• AIP Primeca
• CIRP
• The Design Society
Systèmes de production @Grenoble-INP
De la notion de conception intégrée...... à la conception et à la gestion des systèmes de
production
Les participants
Laboratoires INPG : G-SCOP, G2E-Lab, GIPSA-Lab
Laboratoires UPMF : GAEL, PACTE, CERAG, LEPII
Plate-forme technologique : AIP-Primeca GI-Nova
mercredi 29 sept de 9h à 12h
Introduction présentation du dispositif (Michel Tollenaere) - Distribution des documentsLe génie industriel et la recherche (de 9h à 12h).
jeudi 30 septembre de 8h à 11h
Gestion des connaissances en conception de produits industriels (Franck Pourroy - Guy Prudhomme)
7 octobre 9h – 12h Life Cyle Engineering (Daniel Brissaud)
7 octobre 14h – 17h Décider sous incertitudes : optimisation robuste (Mireille Jacomino)
13 octobre 9h – 12h Industrialisation et fiabilisation des process industriels (Samuel Bassetto ?????)
14 octobre13h30 – 16h30 Systèmes d'information : concepts, enjeux (Michel Tollenaere)
vendredi 15 9h – 12h Des exigences client aux exigences fonctionnelles et à leur suivi au cours du processus de conception de produits (Guy Prudhomme)
20 octobre 8h – 11h Conception et Gestion des flux physiques dans les systèmes de production (Yannick Frein)
21 octobre 3h30 – 15h30 Séance Bilan général (Michel) (2h seulement)
Laboratoire G-SCOP
Exemples d’études
Capitalisation des essais en microelectronique (1)
Domaine Micro-électronique• accélérer les phases de
ramping• capitaliser et réutiliser les
essais on-line
…. une approche générique
Inspiré par TRIZ de [Altshuller, 1999]
Nos contributions (2)
• Un outil EMA: déclaré officiel pour la gestion de « lot split » (juin, 2006)
– 366 SWR gérés 1780 manipulations non-standards sur des lots
– 300 utilisateurs
Réduction du temps et des coûts (traitement d’un SWR :
1h15 20 min)
Harmonisation de la méthode de travail
Réduction de temps de lots arrêtés (temps de traitement de lot)
• Une méthode : PIFA
+
Le Template de PIFA
Le principe de PIFA
La partie « Processus”
La partie “Information”
La partie “Fonctionnalité”
Nouvelle méthodeintégrant des activités
de KM
analyser formaliser améliorer
Fonctionnalités Amélioration:-Valider des informations Valider et notifier des acteurs concernées-Sauvegarder un document Sauvegarder, notifier et fournir une synthèse -Assigner une personne à une tâche vérifier la planification de ressource, anticiper le travail à venir, fournir une liste d’action personnalisée
Résultats de cette étude (3)
• Formation par la recherche : Hendrik Busch, vice executive director SI Henkel GmbH, candidat Prix de thèse INPG
• Apports à long terme : réutilisation des connaissances• Avertissement sur des problèmes mineurs• Diminution de la consommation de silicium• Diminution de nombre d’essais lancés• Augmentation de la qualité• Réduction du temps de cycle des essais
• L’étude a produit 1 publication (CERA), 5 congrès internationaux, 2 chapitres ouvrages
• Une thèse CIFRE a été engagée en suivant : Toward more reliable process control methods Industrial engineering
– amélioration des méthodes de process control durant le cycle de vie des technologies– diminuer l’exposition des produits aux risques qualité durant leur processus de fabrication– maîtriser l’appareil de production
Cadre général :- Collaboration PSA- Usines terminales (ferrage, peinture, montage)- Gestion des flux
Gestion des flux dans l’industrie automobileGestion des flux dans l’industrie automobileGestion des flux dans l’industrie automobileGestion des flux dans l’industrie automobile
• Collaboration avec la société PSA :
• 6 thèses CIFRE – Gestion du flux principal dans une usine terminale
• Soutenances en 95, 01, 05, 06
– Gestion des flux logistique internes d’approvisionnement• En cours (soutenance en 08)
– Gestion des flux dans une usine mécanique • En cours (soutenance en 2012)
Gestion des flux dans l’industrie automobileGestion des flux dans l’industrie automobileGestion des flux dans l’industrie automobileGestion des flux dans l’industrie automobile
Process control : towards operational risks analysis
FAB IN PROCESS
Reading sens
Non conformities
Scrap
Customer reclaim
Process Ctrl Issue
Maintenance Issue
Change
8DRisk analysis
FMEAQuality
analysis
New Technology Introduction
Eg Analysis
FMEAActions & Controls
Quality analysisActions & Controls
Eg AnalysisActions & Controls
Risk Analysis Actions &Controls
8D Actions & Controls
Relevant Improvement Action plan?
Informative Risked zone of the process ?
Relevant Ctrls ?
Process control : towards operational risks analysis
UpdateFAB IN PROCESS
FAB EVENTS : * Non conformities* Customr claims* Process ctrl issue* Maintenance issue* Change…
Risk analysis
Action plan
Control Plan
Risk documents
-FMEA-update
Applies on
control
Information on risks
Reading sens
Process control : towards operational risks
Résultats :– Performance opérationnelle
• Un atelier gère ses priorités de plans d’action à l’aide de l’analyse de risques
• Gains de productivité mesurés : 1 à 2 % de temps de cycle de gagné !
– Performance méthodologique:• Plus de 15 000 risques analysés dans 3 organisations,
impliquant plus de 600 ingénieurs• 5 audits clients passés avec succès
Remarque client: « Solution BENCHMARK dans les semi-conducteurs »
UpdateFAB IN PROCESS
FAB EVENTS : * Non conformities* Customr claims* Process ctrl issue* Maintenance issue* Change…
Risk analysis
Action plan
Control Plan
Risk documents
-FMEA-update
Applies on
control
Information on risks
Reading sens
Performance
Action Plan--
Performance
Action Plan--
PRODUCTION
COORDINATION
COMMUNICATION
*Client
*Client
*Client*Fournisseur
*Fournisseur
*Fournisseur
Zone de coZone de co--opérationopération
* parties privées dédiées au projet des acteurs entreprises Espace projet
Zone de co-élaboration
Zone de communication
des livrables
Zone de communication
projet
PRODUCTIONCOORDINATION
COMMUNICATION
*Client
*Client
*Client*Fournisseur
*Fournisseur
*Fournisseur
Zone de coZone de co--opérationopération
* parties privées dédiées au projet des acteurs entreprises Espace projet
Zone de co-élaboration
Zone de communication
des livrables
Zone de communication
projet
L’intégration opérationnelle
des fournisseurs en conception
Définir la politique de
Design ou Buy-Design du projet
Appliquer un mode de management
adapté
Avoir des SI collaboratifs adaptés aux
besoins
Mesurer la performance
S’assurer de l’aptitude du client à co-concevoir avec
le fournisseur
Sélectionner les fournisseurs
Performance FRS et du DO
Co-élaboration
Communicationprojet
Co-opération
Communicationlivrables
Commitment results Collaborative Enablers
Product & ProcessDesign
C
Industrialisation & ValidationProduction for stock
D+E
Concept & Feasibility and Definition
ProcessProcess
ProjectProject
RelationRelation
Effectiveness
EfficiencyPro activityEffectiveness
EfficiencyPro-activity
A+B
Product
Culturally resistant
Potentially receptive
Culturally mature
Firm believer
Culturally resistant
Potentially receptive
Culturally mature
Firm believer
Not able
Few ideas but…
Able
Expert
Not able
Few ideas but…
Able
Expert
P
erfo
rman
ce
Ris
ks
Per
form
ance
Ris
ks
Open-mindedness in collaborative design with suppliers
Capability to co-designwith suppliers
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
INNOVATION and PRODUCT DEVELOPMENTSTRATEGY
CUSTOMER STRATEGY
KNOWLEDGE MANAGEMENT and LEARNING
DEVELOPMENT PROJECT MANAGEMENT PRODUCT DESIGN
DESIGN & PRODUCT VERIFICATION
DEVELOPMENT CHAIN
Choice ofmake or buy
Choice ofproduct
architecture
Objectives of theproject
Final Product/ProcessConcept
Supply Market
Core business
Customer Needs
Coordination Mechanisms
Relation Configuration
Coordination in cursu :
• temporal• informational
Coordination ex post ::
• Capitalisingthe experience
Coordination ex ante :
• via expected results• via incentives• via methods
NeedSpecifications
Supplier Selection
Determiningthe roles and
resources
Choice oftargetedsuppliers
Supplier involvement
timing
Contracting
Choice ofmake or buy
Choice ofproduct
architecture
Objectives of theproject
Final Product/ProcessConcept
Supply Market
Core business
Customer Needs
Coordination Mechanisms
Relation Configuration
Coordination in cursu :
• temporal• informational
Coordination in cursu :
• temporal• informational
Coordination ex post ::
• Capitalisingthe experience
Coordination ex post ::
• Capitalisingthe experience
Coordination ex ante :
• via expected results• via incentives• via methods
Coordination ex ante :
• via expected results• via incentives• via methods
NeedSpecifications
NeedSpecifications
Supplier SelectionSupplier Selection
Determiningthe roles and
resources
Determiningthe roles and
resources
Choice oftargetedsuppliers
Supplier involvement
timing
Supplier involvement
timing
ContractingContracting
White box
Traditional Subcontracting
Co-ordinated Development
Delegated Design
Strategic« Co » Design
Black box
Grey box
Product Development risk
Gray box
« Critical » Co-Design
Sup
plie
r A
uton
omy
in
prod
uct d
evel
opm
ent
0
1
2a
2b
4
3
0% 50% 100%
White box
Traditional Subcontracting
Co-ordinated Development
Delegated Design
Strategic« Co » Design
Black box
Grey box
Product Development risk
Gray box
« Critical » Co-Design
Sup
plie
r A
uton
omy
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prod
uct d
evel
opm
ent
0
1
2a
2b
4
3
0% 50% 100%
Supplier Involvement in Product Development
Manipulation des modèles géométriques (1)
• Représentation mixte (facettisée + NURBS(CAO)) pour accroître les réorganisations possibles entre les vues produit et la robustesse des traitements (thèse co-tutelle IMATI-CNR, partenariat EADS IW)
Représentation polyédrique
Représentation mixte
Représentation B-Rep NURBS
• Contribution à la représentation d’assemblages (contacts entre composants, mobilités relatives) pour donner accès à de nouvelles transformations entre représentations, (partenariat EADS-IW)
Manipulation des modèles géométriques (2)
Utilitaires
Avionique
Moteurs
Structure
Trains
Opérateurs de maintenance
Architecture de maintenance
!
Maintenance des Hélicoptères
Warning
Acquisition des informations de maintenanceà bord
ExploitationMise en œuvreMaintenanceau sol
MAINTENANCE PAGE
Affichage des équipements
défaillants
Objectifs
Travaux de la thèse CIFRE sur le pronostic appliqué aux équipements électroniques embarqués (soutenue en décembre 2006)
- Constat: La politique actuelle de maintenance consiste à attendre la panne avant d’intervenir Risque d’interruption de mission- Nouveau besoin: Indicateurs traduisant le suivi de l’état de santé des équipements
Informations affichées au pilote
Part de l’avionique dans les coûts directs de maintenance
Mechanics 30% DMC
Avionics 25% DMC
Engine 25% DMC
Utilities 20% DMC
La réduction des coûts de maintenance de la partie avionique
permet de réduire significativement le coût direct de maintenance
(DMC -Direct Maintenance Cost)
Proposition d’une méthode de diagnostic efficace permettant de
lever les ambigüités de localisation.
DIAGNOSTIC
Les travaux de thèse en cours concernent :1. Au niveau équipement : l’identification et la construction des Tests intégrés (BIT)2. Au niveau système : algorithme pour lever les ambigüités de localisation3. Au niveau outils d’analyse au sol : amélioration de l’analyse des défaillances 4. Au niveau documentation : troubleshooting et retour d’experience
Le diagnostic a pour objectifs de détecter les défaillances et de les localiser le plus précisément possible.
En vol : Informer le pilote de l’état de fonctionnement des équipements de l’hélicoptère.
Au sol : Informer l’équipe de maintenance des équipements défaillants à réparer.
Conception collaborative « pour l’Ergonomie »
Thèse Sylvie Mathelin Renault 2006
Demandes client: globales, transversales(ex: sécurité; confort thermique ou acoustique;
ergonomie, performances, etc.)
La « valeur pour le client »
Processus industriels:conception au numérique répartie
sur différents services et domaines d’expertise
Compartiment moteur
Habitacle, planche de bord
Superstructure
Sous caisse
PPC
ergo
nom
ieA
rchi
tect
eSy
stèm
e d’
info
rmat
ion
Demander l’instanciation d’un CEG issu du PDM
Demander informations pour
pronostic ergo
Réaliser le pronostic ergo
PDM
Instancier le CEG sur l’environnement
numérique approprié
Consulter le classeur du projet et récupérer les
informations
Enregistrer les résultats dans le classeur
architecture du projet
CEG: Constat Ergonomique G énérique
Classeur ergo
Classeur ergo
Maquette numérique
Maquette numérique
Classeur des CEG
Classeur des CEG
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