implantation d'atelier (partie 1)

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Implantation d’atelier Implantation d’atelier 1 ère ère partie partie 1 partie partie Franck Fontanili – Centre de Génie Industriel EMAC/IFIE_GIPSI_M2

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Page 1: implantation d'atelier (partie 1)

Implantation d’atelierImplantation d’atelier11èreère partiepartie11 partiepartie

Franck Fontanili – Centre de Génie Industriel

EMAC/IFIE_GIPSI_M2

Page 2: implantation d'atelier (partie 1)

Plan de la présentationPlan de la présentation

Processus général d’implantation Estimation des surfaces nécessaires Pareto des produits les plus importantsp p p Matrice de proximité des équipements Dimensionnement d’une ligne de typeDimensionnement d une ligne de type

flow shop Implantation d’une ligne de type flowImplantation d une ligne de type flow

shopFranck Fontanili – Centre de Génie Industriel

EMAC/IFIE_GIPSI_M2 2

Page 3: implantation d'atelier (partie 1)

Processus général Processus général d’implantationd’implantation

EMAC/IFIE_GIPSI_M2 3

Page 4: implantation d'atelier (partie 1)

Processus d’implantationProcessus d’implantation

Présentation du processus général

Estimer les surfaces

nécessaires

Liste et dimensions au sol des équipements

Moyens de

Surface minimale de l’atelier Identifier

l’implantation actuelle

Moyens de manutention utilisés

Méthode de Guerchet

Liste des équipements Schéma

Par sections

homogènes (job shop)

En ligne (flow shop)

Di i l

Par projet ou

produit fixe

Nombre deFixer les

contraintes de proximité

Matrice de proximité

Degré qualitatif de proximité

d’implantation générale

Identifier des regroupements d’équipements

Îlots ou cellules par familles de produits

Algorithme de Optimiser Implantation

Dimensionner la capacité de la

ligne

Equilibrer la charge des

Calcul du nombre de

postes

Implanter au cas par cas

Nombre de postes de travail

Opérations regroupées sur les postes de travail

Choisir les produits i ifi tif

Liste des références et gammes de

fabrication

Flux critiques

gKing l’implantation

des postes de travail d’un îlot

Méthode des chaînons

théorique optimale postes de travail

Optimiser l’implantation des postes de

travail de la ligne

Regroupement d’opérations

Calcul du taux d’équilibrage

Implantation théorique optimale

significatifs

ParetoCritère de filtrage :

volumes, tailles de lot, chiffre d’affaire, etc.

Réaliser le plan de la nouvelle

Implantation pratique retenue

Méthode des rangs moyens

Mesurer la performance de

Amélioration continue

EMAC/IFIE_GIPSI_M2 4

de la nouvelle implantation

Outil de dessin (Visio, etc.)

performance de l’implantation

Rf, Rc, Rzz, RS

Page 5: implantation d'atelier (partie 1)

Estimation des Estimation des surfaces nécessairessurfaces nécessaires

EMAC/IFIE_GIPSI_M2 5

Page 6: implantation d'atelier (partie 1)

Estimation des surfaces 1/3Estimation des surfaces 1/3

ObjectifEstimer la surface nécessaire à une implantation

Principe général• Surface au sol de chaque équipement = Ss• Surface au sol de chaque équipement = Ss

• Surface de gravitation = Sg, avec Sg = Ss.N et N correspond au nombre de côtés d’accès à la machine

• Surface d’évolution = Se, avec Se = (Ss + Sg).k et k choisi en fonction des moyens de manutention

V l à h i i l f t kValeurs à choisir pour le facteur k

pont roulant balancelles convoyeurs manutention manuelle transpalette chariot

élévateur0 1 0 2 0 3 à 0 4 0 5 0 75 à 1 2 à 3

EMAC/IFIE_GIPSI_M2 6

0,1 0,2 0,3 à 0,4 0,5 0,75 à 1 2 à 3

Page 7: implantation d'atelier (partie 1)

Estimation des surfaces 2/3Estimation des surfaces 2/3

Calcul de la surface totale minimale• St = Ss + Sg + Se• Exemple pour une seule machine :

Surface totale minimale St = 78 m2Surface au sol

Ss = 13 m2

Surface de gravitation Sg = 26 m2

(N = 2)

Surface d’évolution Se = 39 m2

(k = 1)

EMAC/IFIE_GIPSI_M2 7

Page 8: implantation d'atelier (partie 1)

Estimation des surfaces 3/3Estimation des surfaces 3/3

ApplicationReprendre l’étude de cas de la séquence précédente et faire un tableau sur Excel pour calculer la surface minimale nécessaire. Les moyens de manutention utilisés sont des transpalettes. Comparer avec la surface réelle de l’atelier, avec la surface à valeur ajoutée déjà calculée. Commentaires et ConclusionsCommentaires et Conclusions.

EMAC/IFIE_GIPSI_M2 8

Page 9: implantation d'atelier (partie 1)

Pareto des produits les Pareto des produits les plus importantsplus importants

EMAC/IFIE_GIPSI_M2 9

Page 10: implantation d'atelier (partie 1)

Pareto des produits 1/2Pareto des produits 1/2

Objectif Limiter l’étude d’implantation aux produits les

plus importants

Principe empirique de la loi de Pareto (ou loi ABC ou loi des 80-20)

20% des produits représentent 80% d’un critère• 20% des produits représentent 80% d un critère• Critères possibles : volume de production, chiffre d’affaire, charge de

travail, nombre de machines utilisées, etc.

EMAC/IFIE_GIPSI_M2 10

Page 11: implantation d'atelier (partie 1)

Pareto des produits 2/2Pareto des produits 2/2

ExempleOn a approximativement :

80,0

90,0

100,0

B

COn a approximativement :A = 80%B = 15%C = 5%

50,0

60,0

70,0

,80%A

10,0

20,0

30,0

40,0

du volume

0,0

10,0

8755

62

8998

76

1324

44

1237

89

3454

53

9788

75

9875

66

2653

75

1231

23

1236

54

3265

65

9788

76

1384

76

3564

63

1231

87

7534

42

3212

33

2175

46

2867

85

6752

35

20% des réf

Application

20% des réf.

Compléter la feuille Excel Application Pareto cours xls pour trouver le % du volume de production des

EMAC/IFIE_GIPSI_M2 11

Compléter la feuille Excel Application Pareto cours.xls pour trouver le % du volume de production des 20% des produits les plus importants. Tracer un graphique identique à celui de l’exemple ci-dessus.

Page 12: implantation d'atelier (partie 1)

Matrice de proximité Matrice de proximité des équipementsdes équipements

EMAC/IFIE_GIPSI_M2 12

Page 13: implantation d'atelier (partie 1)

Matrice de proximité 1/3Matrice de proximité 1/3

Objectif Rapprocher (éloigner) les postes qui ont des impératifs de proximité (d’éloignement)

Méthode qualitative par constructions successivesCh i d’ i è d h d’él i fl d d i• Choix d’un critère de rapprochement ou d’éloignement : flux de produit, déplacements des personnes, bruit, lumière, partage de ressource, dangerosité, etc.

• Degrés de proximité qualitatifs :A = absolument nécessaire, B = très important, C = important,D = sans importance, E = éloignement souhaitable, F = éloignement impératif

(les anglosaxons utilisent les lettres A(bsolutely), E(specialy), I(mportant), O(kay), U(nimportant), X (Undesirable)

Utilisation d’une matrice de proximité

EMAC/IFIE_GIPSI_M2 13

Utilisation d une matrice de proximité

Page 14: implantation d'atelier (partie 1)

Matrice de proximité 2/3Matrice de proximité 2/3

Exemple

es cept

ion

age

e

oduc

tion

reau

x

agas

in m

atiè

re

pédi

tion

et ré

c

cks

de s

tock

a

agas

in o

utilla

g

Pro

Bur

Ma

Exp

Ra

Ma

Production D A C B AE D F E

A E DE D

BureauxMagasin matières

Expédition et réception E DD

A = absolument nécessaire, B = très important, C = important,

magasin outillage

Expédition et réceptionStockage produits

Réalisation d’un graphe d’implantation théorique• Représentation schématique des proximités (éloignements)• Arcs de liaison d’épaisseur proportionnelle au degré de proximité

D = sans importance, E = éloignement souhaitable, F = éloignement impératif

• Arcs de liaison d épaisseur proportionnelle au degré de proximité• Méthodologie :

• Par constructions successives (crayon et gomme !)• Positionner les sommets du graphe (les postes) en fonction du degré de proximité

EMAC/IFIE_GIPSI_M2 14

g p ( p ) g pdécroissant : d’abord les arcs de degré A (absolument nécessaire) puis les arcs de degré B (très important)…etc.

• Sommets à éloigner (degrés E et F) à positionner en dernier

Page 15: implantation d'atelier (partie 1)

Matrice de proximité 3/3Matrice de proximité 3/3

Exemple (issu de la matrice précédente)

Bureaux Expédition et réception

Racks de stockage

A

B

Degré de proximité

p

B

C

D

E

FMagasin matières

ProductionMagasin outillage

ApplicationA partir de l’exemple précédent, proposer un graphe d’implantation théorique afin que les sommets et les arcs satisfassent au mieux les degrés de proximité (à compléter sur le fichier GrapheImplantation vsd)

EMAC/IFIE_GIPSI_M2 15

arcs satisfassent au mieux les degrés de proximité (à compléter sur le fichier GrapheImplantation.vsd)

Page 16: implantation d'atelier (partie 1)

Dimensionnement d’une Dimensionnement d’une ligne de type flow shop ligne de type flow shop

EMAC/IFIE_GIPSI_M2 16

Page 17: implantation d'atelier (partie 1)

Dimensionnement 1/5Dimensionnement 1/5

Nombre de postes de travail nécessaires• Données :

• Demande en produits/unité de temps : D

• Cadence en unité de temps/produit (appelé aussi takt time): C = 1/D

• Rendement global de la ligne : R

• Temps opératoire de chacune des k opérations : Tu(i) avec i = 1 à k

C l l• Calculs :• Temps de cycle maximal du poste goulet : Tc = R . C

• Nombre minimal de postes de travail : Nmin• Nombre minimal de postes de travail : Nmin

Tu(i)k

EMAC/IFIE_GIPSI_M2 17Tc

Nmin

i 1

Page 18: implantation d'atelier (partie 1)

Dimensionnement 2/5Dimensionnement 2/5

Problème de l’équilibrage de ligne• Données complémentaires :

• Séquence chronologique des opérations élémentaires (graphe de précédence)

G HA B C D E F G

• Temps unitaires de chaque opération élémentaire.

Opé A B C D E F G HOpé A B C D E F G H

Tu 0,6 1 2,2 0,6 1,8 2,1 1,5 0,2

EMAC/IFIE_GIPSI_M2 18

Page 19: implantation d'atelier (partie 1)

Dimensionnement 3/5Dimensionnement 3/5 Problème de l’équilibrage de ligne

Al ith d’é ilib t l l à li h é ti i• Algorithme d’équilibrage et calculs à appliquer pour chaque opération i :• Si Tu(i) > Tc alors mettre Np postes en parallèle pour réaliser cette

opération avec

T (i)Tc

Tu(i) Np

on retiendra pour Np la valeur entière immédiatement supérieure

• Si Tu(i) < Tc alors grouper opérations adjacentes (i = i - 1 ou i = i + 1) jusqu’à ce que

CT Tu(i) • A chaque groupe d’opérations correspond 1 poste j de temps opératoire

Topé(j)

EMAC/IFIE_GIPSI_M2 19

p (j)

Page 20: implantation d'atelier (partie 1)

Dimensionnement 4/5Dimensionnement 4/5

Problème de l’équilibrage de ligne• Indicateur de l’équilibrage de la ligne (doit tendre vers 1)

Tu(i)k

)]Max[Topé(jN

Tu(i) eéquilibragd'Taux

i 1

Avec

)]Max[Topé(j . N

N = Nombre de postes de travailMax[Topé(j)] = Temps opératoire du poste goulet

EMAC/IFIE_GIPSI_M2 20

Page 21: implantation d'atelier (partie 1)

Dimensionnement 5/5Dimensionnement 5/5

Exemple et application• Opérations élémentaires :

Opé A B C D E F G H

R t d é ti 6 t d t il

Tu 0,6 1 2,2 0,6 1,8 2,1 1,5 0,2• Regroupement des opérations en 6 postes de travail

P2 P3

Opé. A et B Opé. C Opé. D

P1Demande D = 23 produits/heure

Rendement = 85% (défauts rebuts etc )P2 P3

Topé(1) = 0.6 + 1 Topé(2) = 2.2 Topé(3) = 0.6

P1 Rendement = 85% (défauts, rebuts, etc.)

Cadence C = 1/D = 1 / 0,38 = 2,6 min/produit

Temps de cycle maximal du poste goulet Tc = R . C = 0,85 . 2,6 = 2,21 min

P4P5P6

Topé(4) = 1.8Topé(5) = 2.1Topé(6) = 1.5+0.2 Nombre minimal de postes de travail Nmin = 10 / 2,21 = 4,52 soit au moins 5 postes

Voir les regroupements proposés ci-contre pour une ligne avec 6 postes de travail.

EMAC/IFIE_GIPSI_M2 21

Opé. EOpé. FOpé. G et H

u e g e a ec 6 postes de t a a

Taux d’équilibrage = 10 / (6 . 2,2) = 0,75

Page 22: implantation d'atelier (partie 1)

Implantation d’une ligne Implantation d’une ligne de type flow shop de type flow shop

EMAC/IFIE_GIPSI_M2 22

Page 23: implantation d'atelier (partie 1)

Implantation 1/4Implantation 1/4

ObjectifMi i i l t d fl iè d’ li dMinimiser les retours de flux en arrière d’une ligne de

type flow shop multiproduitAA

FR PE RE TA MO DE VE

C

B

C

Méthode des rangs moyens ou de mise en ligne• Réalisation d’une matrice des rangs moyens

Pour chaque produit significatif (voir Pareto) fabriqué sur la ligne

EMAC/IFIE_GIPSI_M2 23

Pour chaque produit significatif (voir Pareto) fabriqué sur la ligne, indiquer le rang de chaque opération de la gamme

Page 24: implantation d'atelier (partie 1)

Implantation 2/4Implantation 2/4

Exemple

FR PE RE TA MO DE VEA 1020 30 40ABC

1020 30 4010 30 40 2010 20 30

DEF 30 1020 40 50

3030

1010

2020 40 50

40

FTotal rangs

Nb de rangs

80 70 160 120 50 40 14030 1020 40 50

5 3 5 3 2 4 3Rang moyen

Classt.

5 3 5 3 2 4 316 23 32 40 25 10 472 3 5 6 4 1 7

EMAC/IFIE_GIPSI_M2 24

Page 25: implantation d'atelier (partie 1)

Implantation 3/4Implantation 3/4

Résultat obtenu• Implantation des postes de travail dans l’ordre croissant du classement de

la matrice des rangs moyens

FR PE MO RE TADE VE

A 10 20 30 40

FR PE MO RE TADE VE

B 10 20 30 40

C 10 20 30

D 10 20 30 40

E 10 20 30 40 50

F 10 20 30 40 50

Application

F 10 20 30 40 50

A partir de l’exemple de la page précédente, réaliser la matrice sur Excel. Seuls les rangs doivent être

EMAC/IFIE_GIPSI_M2 25

A partir de l exemple de la page précédente, réaliser la matrice sur Excel. Seuls les rangs doivent être saisis, tous les calculs doivent être effectués automatiquement par des fonctions Excel. Pour les amateurs, réaliser ensuite une macro permettant après exécution de trier la matrice dans l’ordre croissant des rangs.

Page 26: implantation d'atelier (partie 1)

Implantation 4/4Implantation 4/4

Implantation pratique• Plusieurs topologies possibles

• En S avec un opérateur par poste de travail

FRDE

MOPE

RE TA VE

• En U avec un opérateur pour plusieurs postes de travail

FRDE PE

MO

RETAVE

EMAC/IFIE_GIPSI_M2 26

• Etc.