Réaliser des opérations de fabrication : un guide pratique pour gérer un atelier de production

FIP est un acronyme pour Female Iron Pipe, et fait référence à la partie femelle à filetage interne de la connexion de tuyau conique conventionnelle en Amérique du Nord. Il possède des filetages NPT ainsi que des dispositifs MIP (terme utilisé pour les raccords mâles) et peut être fabriqué en laiton, acier inoxydable, PVC, cuivre et métaux galvanisés. Le processus de détermination du type de connexion à appliquer s'appelle IPS ou Iron Pipe Size. Différentes abréviations FIP, MIP, IPS, etc. représentent différentes connexions appartenant à la même famille.

Ainsi, il existe certaines exigences en pratique qui indiquent qu'une personne doit définir le sexe féminin de la connexion simplement en regardant de l'intérieur. Cela signifie que lorsque les filetages se trouvent à l'intérieur, la connexion est connue sous le nom de FIP. Il est nécessaire de prêter une attention particulière aux dimensions de la connexion puisque les tailles doivent correspondre et un scellant doit être utilisé pour la connexion mâle.

Réponse concise : Les opérations de fabrication impliquent les processus utilisés pour gérer les activités quotidiennes et convertir les matières premières en produits réels, ce qui inclut la planification et la programmation de la production, l'exploitation des machines, le contrôle qualité, les processus de préparation des matériaux, les opérations de maintenance, l'emploi des travailleurs et la gestion de projet avec la mesure pertinente de l'efficacité. Les normes ISA-95 divisent l'opération de fabrication en quatre catégories distinctes : production, qualité, maintenance et gestion des matériaux. Les entreprises qui utilisent les principes du lean (élimination des déchets, développement continu) mesurent leur performance à travers plusieurs indicateurs clés de performance (KPI), tels que l'OEE, le débit, le cycle de temps, le premier passage et le MTBF/MTTR.

Qu'est-ce que la réalisation des opérations de fabrication ?

Les opérations de fabrication comprennent chaque étape réalisée sur le plancher d'usine pour produire des biens. Réaliser des opérations de fabrication signifie mettre ces étapes en action et les exécuter quotidiennement. En d'autres termes, cela signifie décider du produit à fabriquer et déterminer quand le produire, s'assurer que tous les matériaux sont transportés à la bonne station, faire fonctionner correctement les équipements, maintenir la qualité, préserver la capacité opérationnelle des machines, et suivre tout ce qui s'est passé dans le processus de production en utilisant ces informations pour améliorer les processus futurs.

Les opérations de fabrication couvrent plus que la simple exploitation de la machine. Un opérateur de machine réalise une petite partie des opérations, tandis que le responsable des opérations gère la gestion des opérations. Ces deux fonctions sont interdépendantes, car elles jouent toutes deux un rôle important dans le processus de fabrication. Le concept qui englobe à la fois les opérations de fabrication et la gestion des opérations s'appelle la Gestion des Opérations de Fabrication (MOM), qui régule et améliore tous les processus de production afin de maximiser la qualité des produits fabriqués tout en réduisant les coûts simultanément.

Les composants essentiels des opérations de fabrication

Chaque installation de fabrication, même s'il s'agit de la plus petite atelier de métallurgie ou d'une usine valant plus d'un milliard de dollars, réalise les mêmes fonctions – bien qu'à des volumes différents. Elles peuvent être définies comme des blocs de construction.

Les quatre domaines opérationnels (ISA-95)

Si vous recherchez le cadre accepté dans toute l'industrie, la norme ISA-95 / IEC 62264 décrit le domaine de la gestion des opérations de fabrication à travers les quatre domaines symétriques situés entre le niveau entreprise (ERP) et le niveau machine (PLC/SCADA) :

L'aspect sophistiqué de ce cadre est que chaque domaine doit suivre la même boucle d'activité – définir les règles → gérer les ressources → planifier → allouer → exécuter → collecter les informations → surveiller → analyser l'efficacité → revenir aux définitions. Ce qui est commun dans de nombreuses usines, c'est qu'elles ne parviennent souvent pas à mettre en œuvre toute la boucle – la surveillance des données est effectuée mais leur réintégration dans la planification n'a jamais lieu. Si une usine dispose de tableaux de bord et n'améliore pas ses opérations en conséquence, toute l'activité est inutile.

Les cinq étapes de la fabrication

Le processus réel qui se déroule dans toute installation de fabrication — qu'il s'agisse de fabriquer des disjoncteurs, des produits alimentaires ou des meubles — suit cinq étapes :

• Matières premières : Les matières premières, pièces et sous-ensembles sont introduits dans l'usine, testés et stockés.
• Prétraitement/fabrication : Les matières premières sont transformées en pièces par certains procédés de fabrication.
• Assemblage : Les pièces sont assemblées manuellement, avec assistance automatique ou automatiquement.
• Testing and quality control: Le produit final est inspecté, testé et comparé aux spécifications requises.
• Packaging and shipping: Les produits finis sont emballés, marqués, stockés et expédiés.

Chacune de ces étapes comporte ses opérations, risques et mesures importantes. Le goulot d'étranglement est la plus lente des cinq étapes, selon laquelle l'efficacité de l'ensemble de l'opération est mesurée. Pour un examen plus approfondi de la manière dont ces étapes sont intégrées dans les lignes de production réelles, notre guide sur les solutions d'automatisation industrielle et leurs avantages en termes d'efficacité explique comment la fabrication, l'assemblage et les tests sont liés en un flux continu.

À quoi ressemblent les opérations de fabrication réussies

Les caractéristiques des usines performantes ont un schéma spécifique en commun. Les usines à haute performance diffèrent des usines moyennes par leurs méthodes d'organisation du travail :

1. Stratégie basée sur les objectifs commerciaux. Les décisions de gestion concernant les opérations (comme la capacité, l'automatisation, la qualité) doivent répondre aux exigences de coût, de qualité et de délai.
2. Fabrication allégée. Il y a un processus constant d'élimination des déchets (y compris le temps d'attente, la surproduction, les erreurs, les mouvements inutiles et le surplus de matériel).
3. Travail standardisé. Chaque activité dispose d'une instruction écrite.
4. Technologies connectées. Les systèmes MES, ERP, GMAO et IIoT échangent des données.
5. La qualité est intégrée dans le produit et non vérifiée après la production. Les mesures de contrôle sont conçues pour détecter les défauts avant l'inspection finale.
6. Personnel qualifié. Les organisateurs de processus sont formés aux processus d'innovation et ont suffisamment de pouvoirs pour arrêter l'opération si un défaut est révélé.
7. La maintenance n'est pas réactive mais proactive.

Indicateurs clés de performance importants

On ne peut pas améliorer ce que l'on ne mesure pas. Voici les KPI que chaque équipe d'opérations devrait suivre :

Ce que la bonne gestion des opérations apporte

Une usine peut s'attendre à divers résultats attendus lorsque ses processus de production sont en ordre.

• Plus de produits de qualité : Il y aura moins de matériaux gaspillés, moins de produits rejetés et une meilleure cohérence des produits.
• Coûts réduits : Les déchets diminueront, la consommation de matières premières augmentera, et la maintenance d'urgence sera minimisée.
• Plus d'efficacité : Plus de produits seront fabriqués avec la même main-d'œuvre et les mêmes machines.
• Livraison plus rapide : Le respect des calendriers de production permettra un processus d'expédition facile.
• Meilleure conformité : La capacité à suivre chaque étape de la production et leur documentation garantira le respect des réglementations les plus strictes.

Automatisation vs Semi-automatisation vs Manuel : Comment choisir

L'une des options les plus importantes pour prendre des décisions concernant les opérations concerne le degré d'automatisation. Il n'existe pas de réponse universelle à cette question, car la situation dépend de plusieurs variables, notamment le volume, la constance du produit, les coûts de main-d'œuvre et les exigences de qualité. Pour être juste, voici comment aborder la question :

Dans la plupart des usines, l'hybridation est une solution viable, incluant l'automatisation des opérations critiques de précision répétitives à grand volume et l'utilisation de la main-d'œuvre humaine pour les tâches nécessitant jugement et compétence, telles que la mise en place de la production, l'inspection, le dépannage et la montée en cadence des nouvelles lignes de produits. C'est l'approche des lignes de production MCB et MCCB. Si vous évaluez cela pour votre propre usine, les ressources sur production entièrement automatisée vs semi-automatisée, la analyse de rentabilité des tests automatisés vs manuels, et le rôle de la supervision humaine dans l'automatisation industrielle montrent comment les usines réelles pèsent le compromis avec des chiffres et de l'expérience.

Les deux types fondamentaux d'opérations de fabrication

Les processus de fabrication peuvent être regroupés en deux catégories selon leurs méthodes de production :

• Make-to-Stock (MTS) — la production est préparée avant la commande ; les articles sont placés en stock et expédiés à partir de celui-ci. Cette méthode convient aux produits standards avec une demande prévisible. La gestion de la prévision de la demande et du système d'inventaire aidera à éviter les surplus ou les pénuries de stock.
• Make-to-Order (MTO) — la production commence uniquement après réception de la commande. Appliquée à la production de produits personnalisés à faible volume. Cette méthode nécessite un processus d'assemblage rapide et une flexibilité dans la planification.

La plupart des usines utilisent un système hybride — les articles normaux produits à l'avance sont expédiés en stock tandis que les produits personnalisés sont fabriqués sur commande.

Comment améliorer les opérations de fabrication

L'amélioration peut être décrite comme un cycle plutôt que comme une tâche définitive. Un aperçu de base de la séquence des actions à entreprendre est le suivant :

• Identification : définir 3 à 5 indicateurs de performance tels que OEE, FPY, débit ou OTD par une revue méthodique des indicateurs de performance existants.
• Identifier les limitations : Le goulot d'étranglement est le maillon le plus faible du processus, donc toute amélioration sera inutile si elle ne touche pas le goulot d'étranglement.
• Mise en œuvre des normes : Assurez-vous que la meilleure pratique est en place et que tout le monde en est conscient.
• Amélioration du processus : L'équipe doit demander l'aide de professionnels qui les aideront à éliminer les gaspillages en utilisant 5S, Kaizen et d'autres pratiques.
• Mise en œuvre de l'automatisation : L'équipe doit utiliser activement l'automatisation uniquement lorsque cela est nécessaire et collecter des données.
• Collecte des données : Une fois les données collectées, assurez-vous de les utiliser pour les prochaines étapes de l'amélioration du processus.

Foire aux questions

Qu'est-ce que la performance en fabrication ?

“ Performer ” en fabrication fait référence à la mise en œuvre d'opérations conçues pour transformer les matières premières en produits finis — toutes les activités de production, d'assemblage, de test et d'emballage doivent être réalisées comme prescrit et inclure en plus le contrôle qualité, la maintenance, la comptabilité des stocks et la planification. Dans le cadre de l'expression “ réaliser des activités de fabrication ”, le terme signifie simplement l'exécution des opérations quotidiennes de production. “ Performer ” peut également signifier la qualité avec laquelle une machine, une usine ou un processus accomplit son travail.

Pouvez-vous me donner un exemple d'opération de fabrication ?

Certainement. Prenons un exemple pratique. Dans le cas d'une usine de disjoncteurs, une opération de fabrication peut désigner une étape particulière de fabrication. Certaines opérations sur une ligne de production peuvent être décrites comme “ engagement de l'assemblage du contact au boîtier du disjoncteur par rivetage ”, ou “ test des disjoncteurs modulaires (MCB) à 1,13× le courant nominal afin de vérifier le déclenchement thermique ”. Les opérations utilisées pour la production incluent le moulage du boîtier, l'estampage des contacts, le rivetage, l'assemblage d'une chambre d'arc, l'étalonnage, le test, l'étiquetage et l'emballage. Chaque opération dispose de son propre équipement, opérateur, normes de travail et contrôles qualité. La gestion des opérations de fabrication assure la coordination de tous les processus se déroulant dans la chaîne afin de garantir que la ligne de production ne produit pas 10 000 pièces bloquées au goulot d'étranglement, mais bien 10 000 disjoncteurs conformes chaque jour.

Quelles sont les cinq étapes de la fabrication ?

Les cinq étapes de la fabrication sont les suivantes : (1) matières premières — réception, contrôle et stockage des matières premières ; (2) pré-fabrication — découpe, moulage, estampage ou mise en forme des pièces du produit ; (3) assemblage — assemblage des pièces ; (4) test et contrôle qualité — vérification de la conformité des produits aux normes ; et (5) emballage et expédition — mise en place des produits emballés à l’endroit approprié et expédition. Toutes les usines réalisent ces cinq étapes d’une manière ou d’une autre, chaque étape comportant ses risques et ses coûts.

Quels sont les deux types fondamentaux d’opérations de fabrication ?

Selon le déclencheur de la production, il existe deux principaux types : Make-to-Stock (MTS) — où les produits standards sont fabriqués à l’avance sur la base de prévisions puis stockés jusqu’à leur expédition depuis l’inventaire — et Make-to-Order (MTO), qui commence uniquement après qu’un client a passé une commande, généralement pour un produit spécial. Le MTS est adapté aux biens standards à volume élevé prévisible. En revanche, le MTO est une solution plus appropriée pour les produits conçus sur mesure et les marchandises rares. Certaines usines optent pour une production basée sur le MTS pour les biens standards tandis que le MTO est choisi pour les pièces individuelles.

Références

• ISA-95 — Norme d’intégration des systèmes entreprise-contrôle (IEC 62264) : le cadre MOM
• ISO 9001 — Systèmes de management de la qualité : approche processus et amélioration continue
• OEE — Définition et calcul de l’efficacité globale des équipements
• Lean Enterprise Institute — principes de fabrication lean et Kaizen
• Augmentir — Gestion des opérations de fabrication : un guide complet
• Symestic — Gestion des opérations de fabrication (MOM) : définition ISA-95 et domaines
• MESA International — Association des Solutions pour les Entreprises de Fabrication

Conclusion

Les opérations de fabrication sont définies comme le travail continu de transformation des matières premières en biens de manière rentable, sûre et efficace. Elles couvrent des aspects tels que la planification des tâches, le processus de production, le contrôle qualité, la maintenance, la gestion des stocks et de la main-d’œuvre, en passant par plusieurs étapes fixes. Elles comprennent la production, le contrôle qualité, la maintenance et le stockage des biens en entrepôt. Les mesures utilisées pour évaluer les opérations incluent l’OEE, le débit et le rendement, parmi d’autres. Une bonne gestion opérationnelle fait la différence entre une usine qui réussit et une qui survit simplement.

Pour les acheteurs à la recherche d’un fabricant, il est très important d’analyser d’abord leurs opérations, plutôt que leur équipement. Pour commencer, ils s’informent sur leur niveau d’OEE, leurs approches du contrôle qualité, la traçabilité des commandes et l’automatisation de leur processus de production.Benlong (benlongkj.com) construit des lignes d’assemblage et de test automatisées pour les produits électriques basse tension tels que les disjoncteurs modulaires (MCB), les disjoncteurs moulés (MCCB) et les contacteurs — un exemple concret de la manière dont les opérations de fabrication sont conçues pour assurer la cohérence, la traçabilité et le débit dans le monde réel.