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Sujet de Thèse : Implantation d’un système de pilotage de type SCP en contexte de flux fortement perturbés par les reworks
Dates : 2016/09/23 - 2019/09/22
Etudiant : Emmanuel ZIMMERMANN
Directeur(s) CRAN : Philippe THOMAS , Hind BRIL
Description : Ce sujet s’inscrit dans le cadre d'une collaboration entre le projet SIA du Département ISET du CRAN et l’entreprise ACTA mobilier (Monéteau 89) qui produit des panneaux de MDF laqués de haute qualité pour des cuisinistes, des stands ou des mobiliers de magasin ou de bureau.
Ce sujet fait suite à une thèse CIFRE (Noyel 2015) qui a porté sur la réduction des taux de non qualité dans un atelier de laquage afin de simplifier les flux (Noyel et al. 2013), et les premières étapes de la mise en place d’un système d’ordonnancement centralisé assisté par le produit (Noyel et al. 2015).
Cette thèse a pour but de mettre en place un système de pilotage de la production de type système contrôlé par le produit (SCP) dans un contexte de production haut de gamme fortement perturbé par les reworks pour répondre à des problèmes de logistique et de pilotage de production : réduction des délais entre prise de commande et livraison au client, prise en compte d’une production à la commande (pas de stock possible)...
Dans le concept SCP, le produit peut porter, donner et/ou capter des informations. Il peut prendre des décisions relatives à son propre devenir et les faire appliquer par les éléments de son environnement. Le produit devient alors le contrôleur des ressources des entreprises industrielles. Ce concept a transformé la boucle de contrôle cybernétique (Valckenaers et al. 1997, Brennan 2000, Morel et al. 2007).
L’objectif ici est de construire un ordonnanceur centralisé assisté par le produit et capable de prendre en compte les informations produits (conteneur intelligent), les informations qualités (module de prévision de la non qualité) et la détermination de la règle optimale de pilotage de la production en fonction de la perturbation. Différents points seront plus particulièrement abordés:
- Conteneur intelligent.
L’objectif est de définir et mettre en place le système de collecte de données, de traçabilité et de suivi de production… Des premiers travaux ont été menés dans le cadre d’un master recherche (Noyel 2011) qui ont montré que la technologie RFID ne pouvait pas être exploitée en l’état du fait des contraintes de qualité de surface des produits. L’idée est donc d’étudier la détermination des lots de production minimaux afin d’organiser un suivi de production au lot et non pas à la pièce. Il faut déterminer la taille et l’organisation de ces lots et étudier les contraintes que cette stratégie impose.
Pour le moment, la synchronisation entre la structure et la position des lots sur le terrain et l’outil informatique (Manufacturing Execution System) est réalisée de manière manuelle. Ce programme permet d’avoir une représentation virtuelle des lots parcourant l’atelier mais n’est pas complet. La notion de généalogie des lots doit être conçue et développée de manière efficiente pour pouvoir suivre les pièces quittant leur lot d’origine pour subir une réparation.
- Anticipation de la non qualité.
Acta mobilier est contrainte de fonctionner avec de forts taux de reprise. Des travaux (Noyel 2015) ont été menés pour prédire on-line le risque de production de défauts qualité sur un poste particulier (le robot de laquage). Le choix de ce poste comme poste pilote pour ce travail était principalement dû au faible impact des facteurs humains sur ce poste. Ce travail va devoir être étendu aux autres postes de travail (notamment les postes de laquage manuel) ce qui impose de prendre en compte les facteurs humains.
Les informations de risques de production de défauts doivent être exploitées pour proposer un réglage optimal de l’outil de production, et, si aucun réglage conduisant à une production acceptable acceptable ne peut être trouvé, ces informations doivent être utilisées dans l’ordonnanceur afin de retarder la planification du lot considéré. Un modèle de simulation de flux de type SED devra également être construit afin d’être capable d’évaluer les décisions.
- Adaptation des règles de pilotage à la situation de perturbation.
Des premiers travaux (Noyel 2015) ont été menés pour étudier l’impact des taux de reprises sur la perturbation des flux de production. Divers indicateurs de performance de flux et de qualité ont été étudiés et une proposition de cartographie de l’état de l’atelier en fonction de ces indicateurs a été proposée. Diverse zones de saturation de l’atelier ont été mises en évidence ainsi que l’impact des règles de pilotage sur ces indicateurs. Cependant, faute de temps, ces travaux ont été menés sur un modèle de simulation. L’idée ici est dans un premier temps, de déployer cette cartographie en vraie grandeur. Dans un deuxième temps, il sera nécessaire de rechercher, pour chacune des zones de saturation mises en évidence, la règle de pilotage optimale à mettre en œuvre. Pour ce faire, l’idée est de réaliser un modèle de simulation de flux précis qui permettra de tester et comparer les diverses règles de pilotage proposées dans la littérature. Un important travail de bibliographie devra être mené pour déterminer quelles règles peuvent potentiellement être intéressantes dans notre cas. Un plan d’expérience pourra être mené sur le modèle de simulation pour associer la règle optimale à chacune des zones de saturation avant d’implanter cette approche de commutation de règles de pilotage dans l’ordonnanceur.
- Ordonnanceur centralisé assisté par le produit.
L’objectif est de proposer et évaluer une stratégie de pilotage basée sur le concept SCP à même de prendre en compte la variation de la demande et la grande diversité de produits. Cet ordonnanceur doit s’appuyer sur les données en provenance des produits, sur les informations fournies par le système de contrôle de la qualité, et les informations sur la saturation de l’atelier. Les informations de qualité doivent remonter du système d’anticipation de la qualité qui fournit le niveau de risque de produire de la non qualité pour un lot donné dans des conditions données. Cette information est prise en compte pour autoriser ou non la planification du lot sur l’horizon considéré. Les informations de saturation remontent du système d’adaptation des règles de pilotage. Les informations produit sont remontées par les conteneurs intelligents car les produits eux même ne peuvent pas incorporer d’intelligence. Ceci implique de travailler non pas au niveau de la pièce, mais au niveau du lot.
Mots clés : système contrôlé par le produit, simulation, qualité, RFID, pilotage de la production
Département(s) :
Ingénierie des Systèmes Eco-Techniques
Financement : CIFRE
Publications : tel-01241185v1,hal-00879491v1,hal-00760266v1,hal-01149791v1,hal-01086913v1    + CRAN - Publications