Les effets des micro-arrêts sur la productivité d’une ligne de production

RÉSUMÉ: Les micro-arrêts dans les lignes de production ont un effet très significatif sur leur productivité.
Certains systèmes permettent d’en éviter les effets.

Les sites de production se sont automatisés pendant des décennies.

Aujourd’hui, un environnement industriel ne serait pas concevable sans un niveau élevé d’automatisation.

La prolifération de lignes de production, où des stations de travail successives développent toutes les actions qui permettent de convertir des matières premières en un produit final, constitue une des expressions les plus communes de cet état de fait.

Les lignes de production augmentent de forme importante la productivité, dans la mesure où elles relient des machines hautement spécialisées en une ou plusieurs fonctions.

Néanmoins, aucune station de travail n’est parfaite ni sans risque d’arrêts. Bien que les fabricants aient fait preuve d’ingéniosité et de capacité de gestion pour ce qui est de la création d’équipements chaque fois meilleurs, il n’est pas raisonnable de s’attendre à un fonctionnement sans arrêt.

Sur une ligne de production ce risque amplifie ses effets pour deux raisons:

a.-     Parce que chacun des arrêts de chacune des stations peut avoir des conséquences sur l’ensemble de la ligne (en absence de stations ou de systèmes d’accumulation),

b.-     Parce que l’existence de multiples stations de travail sur la ligne augmente la probabilité de qu’une de ces stations puisse subir des arrêts.

Les effets de tout cela sur la productivité totale de la ligne peuvent s’avérer particulièrement importants, ainsi que les conséquences économiques sur l’usine.

Dans une simulation réalisée à partir de données hypothétiques nous pouvons vérifier les conséquences de l’existence d’arrêts sur la ligne. Voyons ci-dessous un exemple:

Arrêts/Poste Minutes/Arrêt Output
Réel/Théorique
0 2 100%
1 2 97,5%
2 2 95,0%
3 2 92,5%
4 2 90,0%
5 2 87,5%

Données de base:
*  Ligne avec 6 stations de travail
*  « Arrêts/poste » = nombre d’arrêts de chaque station pendant un poste de 8 heures.
*  « Output réel/théorique » = % Unités réellement produites vs théorique.

Ainsi, pour ce qui est du scénario le plus favorable, le fait que seul un arrêt de chaque station de travail se produise, pendant un poste de 8 heures, avec une durée de 2 minutes pour chaque arrêt, suppose déjà une érosion de 2’5% de la production de la ligne par rapport à sa capacité théorique.

Si la situation empire et le nombre d’arrêts par station et par poste augmente, l’érosion de la capacité de production croît jusqu’à atteindre 12,5% dans un scénario de 5 arrêts par poste.
Il va sans dire que l’impact économique de cette érosion peut s’avérer très important, plus particulièrement lorsque l’industrie en question travaille à pleine capacité.

Finalement, dans tous les cas, tout arrêt est significatif. Les arrêts fortuits et imprévus, ainsi que les arrêts planifiés ont le même effet sur la productivité finale de la ligne.

La présence d’un Régulateur Dynamique de Flux (DFR) peut palier très significativement les effets des arrêts des stations de travail qui se situent “en aval” par rapport à ce DFR. Et ce, par l’accumulation dynamique et en FIFO de la production des stations de travail situées “en amont” ce qui leur permet de continuer à produire pendant le rétablissement de ces arrêts.

Les effets sont particulièrement significatifs:

Note (1): nous supposons des lignes qui travaillent en 3 postes pendant 261 jours par an, à trois rythmes de production:
Option 1: 10 unités par minute,
Option 2: 15 unités par minute.
Option 3: 30 unités par minute.

Les conclusions de cette réflexion sont variées:

  • Aucune machine n’est parfaite, ni ne peut garantir une disponibilité de 100% dans tous les cas,
  • Une ligne de production présente de nombreux avantages, bien qu’elle puisse aussi subir l’addition des incidences de chaque station de travail individuelle.
  • L’incidence produite par les arrêts courts, planifiés ou fortuits, sur la productivité de la ligne est, fréquemment, très élevée, et sa visibilité, moindre par rapport à ce qui peut être attendu.
  • Il est possible de palier à ces éventuelles incidences par la mise en place d’un dispositif d’accumulation dynamique (par exemple, la série DFR d’Inprosy) dans la mesure où il permet d’éviter les effets d’une partie de ces arrêts sur l’ensemble de la ligne, et ainsi d’augmenter très significativement sa productivité.
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