LA MAINTENANCE PRODUCTIVE TOTALE

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1 I DEFINITIONS ET ENJEUX : 11 Définitions : Mr Nakajima, de nationalité japonaise, fut le promoteur de la TPM et la définit en 5 points : La TPM a pour objectif de réaliser le rendement maximal des équipements La TPM est un système global de maintenance productive, pour la durée de vie totale des équipements La TPM implique la participation de toutes les divisions, notamment l exploitation et la maintenance La TPM implique la participation de tous les niveaux hiérarchiques La TPM utilise les activités des cercles de qualité comme outils de motivation Pour Renault, la TPM est une recherche permanente de l amélioration des performances des équipements de production par une implication concrète au quotidien de tous les acteurs. Pour Sollac, qui la nomme «topomaintenance», c est un ensemble de principes et de méthodes s inscrivant dans une démarche de qualité totale. Elle doit mobiliser toute l entreprise pour obtenir le rendement maximal possible des équipements sur toute leur durée de vie. C est aussi la prise en charge au quotidien par des acteurs solidaires pour maintenir ces outils en conformité. Un projet CEN (comité européen de normalisation) l appelle «automaintenance» et donne comme définition : maintenance exécutée par un utilisateur pou un personnel d exploitation qualifié. 12 Enjeux : Une démarche TPM est longue à mettre en œuvre (3 à 5 ans) de par la forte implication humaine qu elle impose. Il s est avéré, au fur et à mesure de l expérience, que la mise en place d une TPM a un impact très important sur la réduction des coûts et l augmentation de la qualité. Mettre en place une démarche TPM ne se justifie que par les effets positifs à attendre : ils concernent 6 domaines analysés dans le tableau ci-dessous : Effets attendus sur (output) Ressources (input) sur lesquelles on peut agir pour obtenir les effets attendus Personnel Equipement Gains possibles Méthodes complémentaires La production P XXX XXX +++ SMED La qualité Q XXX XXX +++ MSP Les coûts C XXX XXX +++ Les délais D XXX XXX +++ JAT La sécurité et XXX XXX +++ 5S l environnement S La motivation M XXX +++ Management participatif Formation à l automaintenance Mesure et évaluation du TRS Mesure des performances des ressources Ce tableau met en évidence l impact d un projet TPM sur chacun des 6 domaines envisagés. Production + Qualité + Délai : le principe de base de l amélioration du TRS (taux de rendement synthétique : autre manière de décrire une disponibilité) d un équipement repose sur l identification, la mesure puis la prise de décisions réduisant les 6 grosses pertes. Ces pertes se rapportent aux arrêts (qu ils soient sur pannes, fonctionnels ou induits), à la non qualité et aux cadences (temps de cycle). L optimisation des plans d action, que sont l automaintenance et la maintenance préventive systématique, permet d obtenir la maîtrise des équipements, donc des gains en rendement P, qualité Q et réduction de délais D. Coûts globaux : réduire durablement les coûts sur la durée de vie des équipements : C est réduire les pertes, donc les coûts indirects et les prix de revient C est maîtriser la durée de chaque étape pour gagner au plus tôt C est assurer la maîtrise des dépenses dans le respect des délais C est mettre en place des indicateurs de performances économiques et opérationnelles pour estimer les gains attendus et réalisés à travers les plans d action. D une manière générale, on constate que là où une démarche TPM a été bien conduite, le gain de productivité justifie la démarche TPM. La TPM - Page 1 sur 9

2 Sécurité + Motivation : l outil de prédilection est l implication de toute la hiérarchie et de tous les acteurs dans le développement d une TPM, puis dans son application quotidienne. La hiérarchie doit s impliquer dans le positionnement de la TPM dans l objectif de qualité totale de l entreprise, puis dans le diagnostic initial, l animation du dispositif de pilotage, la capitalisation des résultats et la valorisation des acteurs. Une fois la TPM mise en place et installée, la hiérarchie doit se fixer de nouveaux objectifs de performances et répercuter sur d autres secteurs la réussite menée et capitalisée. Les acteurs doivent être impliqués en équipes : Dans l organisation et la prise en responsabilité de leur «chantier» Dans l identification des causes de non performance Dans l automaintenance avec une phase préalable de 5S du «chantier» L ensemble de cette responsabilisation permet un gain environnemental direct autour des acteurs et un moindre risque d accident. L enrichissement des tâches (autoqualité sous MSP + automaintenance en TPM + conduite en JAT) est un facteur de valorisation professionnelle qu il est indispensable de reconnaître et de valider. La TPM et la MSP ont en commun de reposer à la fois sur la prévention des pannes et des défauts, et sur l initiative d opérateurs intégrés et mobilisés. Associée à la MSP dans une démarche de qualité totale, l effet TPM est encore amplifié pour une meilleure compétitivité sur le marché et une meilleure satisfaction des clients. II LES 6 SOURCES DE PERTES : 21 Introduction : «Une machine est faite pour produire des pièces bonnes, à sa cadence nominale, pendant le temps requis». Cette citation n est en fait jamais la réalité. Des analyses dans différents secteurs d activités ont révélé qu une des principales causes de non respect des cadences étaient les «microarrêts». Il a été montré, grâce à des mesures, que le poids relatif des microarrêts, sur une période donnée, était toujours supérieur au poids de quelques pannes durables qui étaient la cible principale et traditionnelle de la maintenance préventive. Ces microarrêts représentent LA cause majeure d indisponibilité des systèmes, donc des coûts de perte de production. L objet de la TPM est donc de s attaquer à cette vraie cible que sont ces évènements longtemps considérés comme mineurs et négligés à ce titre. De plus, les causes des microarrêts répétitifs sont multiples et concernent des fonctions distinctes : La machine et déréglée, c est le régleur donc la production La glissière a du jeu, c est le mécanicien donc la maintenance La machine «bourre», c est l opérateur donc la production Le relais thermique a sauté, c est l électricien donc la maintenance Et qui doit nettoyer le «fin de course»? A cet ensemble, il faut ajouter la perte de temps (arrivée du dépanneur), le mauvais climat engendré par la lutte «traditionnelle» entre la production et la maintenance («je répare, tu casses» ou «je produis, tu répares»). Ce constat, malheureusement bien réel, nous amène bien à l une des raisons d être de la TPM : qu importe la couleur de l intervenant puisque l objectif commun est que la production reparte et que la raison de l arrêt soit éliminée. C est un des objectifs de la création d équipes ou de cercles autonomes et polyvalents. 22 Les 6 sources de pertes : Les pertes de performances, se mesurent ou se ramènent souvent à des temps perdus, qui génèrent donc des coûts eux aussi perdus. Rappels sur les temps : Temps total (période de référence) Temps non requis Temps efficace de bon fonctionnement Production normale performante (x %) Les 6 grosses pertes Cible TPM Capacité théorique de production (100 %) Temps total hebdomadaire : 24h x 7j = 168h Temps total annuel : 24h x 365j = 8760h La TPM - Page 2 sur 9

3 L organisation sociale du travail ainsi que l organisation interne et les plans de production réduisent ce «temps idéal» à un temps requis pendant lequel le système est supposé répondre à la demande. Le temps non requis Tnr peut comprendre : Des périodes volontaires de non fonctionnement (rythmes de travail en 1x8h ou 2x8h) Des arrêts volontaires planifiés (révisions périodiques) Des temps d inoccupation (chômage technique) De la maintenance planifiée en dehors du temps requis L équipement peut être ou non disponible durant le Tnr. Le temps efficace de bon fonctionnement est la durée pendant laquelle l équipement fonctionnant à sa cadence nominale fournit des pièces «bonnes» à son client. Les pertes : Les 6 pertes ont été classées en 3 familles dans Temps de marche brut Pertes d arrêts de la machine une logique 2 Changements 1 - Arrêts TPM, c'est-àdire sans se et Arrêts induits propres sur pannes soucier des fonctions (production, Temps de marche net Pertes de productivité maintenance, qualité) Ralentissement et Microarrêts responsables marches à vide ou victimes de ces pertes. TBF Pertes de non qualité 6 pertes aux démarrages 5 - Défauts de qualité 1) Arrêts propres sur pannes : selon Nakajima, ce sont des pannes de durées supérieures à 10 minutes (par oppositions aux microarrêts de type 3). Elles concernent le plus souvent l équipement, mais aussi l outillage. Les avaries graves, donc exceptionnelles, entraînant des dommages corporels et/ou matériels et des durées de réparation longues, doivent être traitées séparément puisque statistiquement non significatives (car anormales). 2) Changements et arrêts induits : ces arrêts machines sont extrinsèques à l équipement puisque généralement liés à l organisation et aux aléas de production. Les changements d outils et d outillages ou de production engendrent des arrêts auxquels il faut ajouter les temps de réglages et d adaptation nécessaires. La stratégie SMED est la réponse adaptée associée à une stratégie cohérente de production. Les arrêts induits concernent les saturations «aval» ou les désamorçages en «amont», les manques de pièces, de ressources externes ou de main d œuvre. 3) Les microarrêts : une grande quantité de causes arrêtent la production pour des durées très courtes mais fortement répétitives : bourrages déréglages, etc. Chaque machine automatisée a ses propres arrêts. La difficulté est donc de saisir objectivement ces courtes durées et à qualifier chacune des causes à des fins d améliorations. L aide des opérateurs est ici incontournable. 4) Les ralentissements et «marches à vide» : il est difficile d évaluer les pertes de production dues aux ralentissements variables, ou au choix d une cadence inférieure au nominal (marche dégradée), ou aux marches à vide. Dans cette situation, un compteur horaire n est d aucune utilité. 5) Défauts de qualité : c est la pire perte. Mieux vaut un équipement en panne qu un équipement qui consomme de l énergie, des matières, de la main d œuvre pour fabriquer des pièces non vendables et dont il faut payer en plus la destruction ou la réfection. 6) Pertes au démarrage : le démarrage ou le redémarrage après arrêt entraîne sur de nombreux process une période transitoire (à mesurer) de fabrication de produits hors qualité. Le Taux de Rendement synthétique ou TRS va permettre de caractériser ce qui reste du temps requis après avoir soustrait tous les temps relatifs aux pertes envisagées. Temps efficace de bon fonctionnement TRS = = - pertes La TPM - Page 3 sur 9

4 23 Comment agir sur les pertes : Chacune des 6 pertes est à évaluer en criticité relative de façon à déterminer des priorités pour les améliorations à apporter. Voici quelques pistes : Mettre en place des équipes autonomes d opérateurs polyvalents chargées de la conduite, de l autoqualité et de l automaintenance afin de minimiser les pertes en temps réel. Supprimer les pertes par un travail de réflexion (en temps différé) des cercles de qualité ou groupes de travaux. Mettre en œuvre les 5 mesures anti-pannes préconisées dans le NAK86 (ouvrage de Mr Nakajima) : o Satisfaire les conditions de base (nettoyage, lubrification, etc) o Respecter les conditions d utilisation o Remettre en état toutes les dégradations o Améliorer les déficiences de conception o Prévenir les déficiences humaines III LE TAUX DE RENDEMENT SYNTHETIQUE : Le TRS est un indicateur global de performances d un équipement, également nommé taux de rendement global (TRG) ou rendement opérationnel (RO). Les composantes du TRS représentent toujours les 6 pertes que la TPM mesure afin de les réduire. OA O D C B A t Temps brut de fonctionnement OB ARRETS Non production Temps net de fonctionnement OC ALLURE Non cadence Temps efficace de bon fonctionnement OD DEFAUTS Non qualité La formule du TRS est : OD OB OC OD TRS = = x x OA OA OB OC TRS = Taux brut de fonctionnement τ1 x Taux net de fonctionnement τ 2 x Taux de qualité τ 3 - Temps d'arrets Temps brut de fonctionnement τ1= = Temps de cycle réel x quantité produite Temps de cycle théorique τ2= x Temps brut de fonctionnement Temps de cycle réel τ2 = Taux de marche performante x Taux d'allure Quantité produite x temps de cycle théorique τ2 = Temps brut de fonctionnement Pièces entrées - pièces défectueuses τ3 = Pièces entrées Valeurs d excellence pour chaque taux : TRS > 0,90 x 0,95 x 0,99 = 0,85 La TPM - Page 4 sur 9

5 Exemple de calcul du TRS : : 8 heures = 480 minutes Temps brut de fonctionnement mesuré : 403 minutes (saisie de 77 minutes d arrêts non programmés) Temps de cycle théorique : 0,6 minute / pièce Temps de cycle réel mesuré : 0,8 minute / pièce Pièces fabriquées : 395 Pièces défectueuses : 8 Taux brut de fonctionnement Taux net de fonctionnement Taux de qualité 403 τ 1 = = 0,84 Taux d allure : 0,6 0, ,8 = Taux de marche performante : 0,8 x 395 = 0, τ 2 = 0, 75x0, 78 = 0,59 TRS = 0,84x0,59x0,98 = 0, τ 3 = = 0, Interprétation : performance globale de la machine catastrophique mise en place de la TPM. Analyse du taux brut de fonctionnement = 0,84 : Le taux n est pas bon. L historique a montré que 0,84 = 97% d arrêts propres x 86% d autres arrêts. La disponibilité intrinsèque de l équipement n est pas à remettre en cause, mails l amélioration devra porter sur les changements d outillages par exemple. Analyse du taux net de fonctionnement = 0,59 : Le taux est vraiment très mauvais. C est l axe des actions prioritaires. Le diagnostic a mis en évidence 78% de microarrêts qu il va falloir identifier et réduire. De plus, le taux d allure moyen est situé à 75% de la cadence nominale, donc à augmenter. Analyse du taux de qualité = 0,98 : Non prioritaire quant à la productivité, mais peut être non suffisant pour la clientèle. Remarque : le TRS est un ratio de production, de qualité et de maintenance. A ce titre, il peut être inclus dans des tableaux de bord. Afin que ces tableaux soient fiables, il est impératif de pouvoir saisir tous les arrêts et plus particulièrement les microarrêts. Il existe actuellement de plus en plus de boîtiers de saisie automatique des temps d arrêts ; boîtiers reliés à la GPAO et/ou à la GMAO. La TPM - Page 5 sur 9

6 Temps de charge F F Temps de marche E E = F - G Temps d'arrêts non programmés G G Taux de marche calendaire B B = E / F Temps de travail normal H H Temps de charge F F = H - I Temps d'arrêts programmés I I Temps de cycle théorique L L Taux d'allure J J = L / M Temps de cycle réel M M Taux de rendement synthétique A Taux de marche performante C C = J x K Production journalière O O A = B x C x D Temps réel de fabrication N N = O x M Temps de cycle réel M M Taux de marche net K K = N / E Temps de marche E E Quantité totale produite O O Taux de produits conformes D D = S / O Quantité de produits conformes S S La TPM - Page 6 sur 9

7 IV TPM SIMPLIFIEE : AUTOMAINTENANCE : L automaintenance implique que les opérateurs de conduite d un équipement, constitués en équipes autonomes et polyvalentes, prennent progressivement à leur compte : Les 5S liés à l environnement de l équipement (nettoyage, rangement, etc), la base de l automaintenance. La détection des anomalies et l observation des symptômes L alerte (appel à la maintenance avec participation au diagnostic) ou prise d initiative de la correction des anomalies dans le cas de microarrêts La maintenance de 1 er niveau (micro défaillances, petits dépannages, réglages simples, surveillance active, inspections, lubrification, resserrages, etc) Des tâches simples de maintenance systématique (remplacement de filtres, de courroies, etc) La saisie des informations inhérentes à ces tâches Des fiches de consignes permanentes de poste précisent les opérations à effectuer et leur traçabilité. La réalisation de ces tâches ne peut se faire que sur 2 ou 3 ans après formation inévitable des opérateurs aux tâches de maintenance. L organigramme page suivante montre l importance de l opérateur dans le gain de temps d une prise en charge lors d une défaillance. La TPM - Page 7 sur 9

8 TA2 METHODES DE MAINTENANCE Equipement en fonctionnement TBF Détection d une anomalie Arrêt de l installation Je veux pratiquer l automaintenance C est la motivation de l opérateur qui entre en jeu OUI Je sais appliquer les règles et les consignes Problème de compétences donc de formation de l opérateur OUI TA1 Je peux appliquer l automaintenance Problème de logistique, de matériels Appel à la maintenance OUI Intervention d un agent de maintenance J agis Automaintenance FIN GAIN FIN La TPM - Page 8 sur 9

9 V MISE EN PLACE D UNE TPM : Mise en place d une démarche TPM PREMIERE ETAPE = DECISION DE LA DIRECTION Formation de la Direction, audit, mise en œuvre d'un programme de communication. Tout le personnel doit connaître la décision, le contexte et les objectifs de la méthode. DEUXIEME ETAPE = FORMATION A LA METHODOLOGIE TPM, PROMOTION Formation du personnel ou des formateurs. TROISIEME ETAPE = MISE EN PLACE D'UNE STRUCTURE DE PILOTAGE Comité de pilotage, groupes de travail, responsables îlots QUATRIEME ETAPE = ETAT DES LIEUX Equipe chargée du diagnostic. Analyse et élimination des causes majeures de dysfonctionnements vision claire des premières actions à engager CINQUIEME ETAPE = ELABORATION DU PROGRAMME D'ACTIONS Conception des programmes, validations SIXIEME ETAPE = LANCEMENT SEPTIEME ETAPE = AMELIORATION DES RENDEMENTS GLOBAUX Analyses régulières, formations Ex : techniques de résolution de problème. HUITIEME ETAPE = DEVELOPPEMENT DE L'AUTOMAINTENANCE Mise en place de l organisation. Développement de l'automaintenance : procédures de conduite, 5S, formations régulières avant que les crispations restent sans réponses et prennent le dessus. Elaboration de maquette et du plan de maintenance préventive, avec ou sans les opérateurs Outils de gestion NEUVIEME ETAPE = DEVELOPPEMENT DE LA MAINTENANCE PROGRAMMEE Mise en place de la maintenance préventive, audit cohérence avec le plan d automaintenance. Maintien de l'état de référence, gammes de préventif, etc. Mise en place d analyses des pannes, des opérations de maintenance, d indicateurs de progrès DIXIEME ETAPE = AMELIORATION, PERENNISATION Formations, audits. Formation des opérateurs : amélioration de leur technicité. Indicateurs de suivi, bouclage à la conception. Labellisation et nouveaux objectifs, amélioration continue, KAISEN ONZIEME ETAPE = INTEGRATION SUR LA CONCEPTION MACHINE DOUZIEME ETAPE = CONSOLIDATION ET LANCEMENT D'UN NOUVEAU PROGRAMME La Totale Productive Maintenance pourra être maintenue et développée. La TPM - Page 9 sur 9