Amélioration de la zone d assemblage en charpente métallique

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1 03/06/2013 Amélioration de la zone d assemblage en charpente métallique Projet de fin d étude d'ingénieur FIC 19

2 1 Table des matières 1 - TABLE DES MATIÈRES TABLE DES ILLUSTRATIONS REMERCIEMENTS INTRODUCTION PRÉSENTATION DE L ENTREPRISE HISTORIQUE LE GROUPE ACIEO RÉPARTITION DU CA DE LA SOCIÉTÉ ATELIERS DAVID SERVICES DE L ENTREPRISE MOYENS DE PRODUCTION L ACTIVITÉ DE L ENTREPRISE SECTEURS D APPLICATION Équipements publics Bâtiments publics Équipements industriels Grande distribution Passerelles et ponts FORCES ET FAIBLESSES DE L ENTREPRISE PROJET D AMÉLIORATION DE LA ZONE D ASSEMBLAGE CONTEXTE ET CONTRAINTES Les différents procédés utilisés Ensemble de la production Partie charpente métallique MÉTHODOLOGIE ET PLANIFICATION CHOIX D OUTILS DU LEAN MANUFACTURING QUICKWINS ÉTAT DES LIEUX Implantation existante, flux physiques et d informations M VSM Constats divers Réalisation des études de poste de travail Technique utilisée pour la prise de mesure Souci de représentativité Résultat des mesures assemblage Résultat des mesures soudage Analyse complémentaire soudage RECHERCHE DE SOLUTIONS ET MISE EN PLACE Groupe de travail Un plan cohérent Solutions organisationnelles Investissement de machine Formalisation et standardisation du processus Création d'un poste méthode Autres actions La qualité de finition

3 La qualité de soudage Le chariot sur rail La potence avec équilibreur Le changement du produit «anti-grattons» RÉCAPITULATIF DES GAINS RÉALISÉS CONCLUSION GLOSSAIRE BIBLIOGRAPHIE WEBOGRAPHIE LOGICIELS UTILISÉS ANNEXES

4 2 Table des illustrations Illustration 1: structure du groupe ACIEO... 7 Illustration 2: évolution du CA sur les 4 dernières années... 9 Illustration 3: plan de l'atelier Illustration 4: matrice SWOT Illustration 5: répartition des OF par temps alloué Illustration 6: répartition des OF par temps alloué pour les affaires charpente...17 Illustration 7: planning du projet initial Illustration 8: implantation des zones concernées pour la zone d'assemblage charpente...19 Illustration 9: diagramme d'ishikawa Illustration 10: VSM de l'état initial Illustration 11: répartition des tâches à l'assemblage en heure par ordre décroissant...23 Illustration 12: répartition des 3 postes les plus importants entre opérateurs en pourcentage...24 Illustration 13: temps assemblage par catégorie Illustration 14: hétérogénéité des pièces (à gauche des petites pièces de quelques killos, à droite une pièce de 5 tonnes) Illustration 15: répartition des tâches à l'assemblage pour différentes pièces (en heure)...26 Illustration 16: répartition des tâches au soudage entre opérateurs en heure...27 Illustration 17: le scribing Illustration 18: document de formalisation du process assemblage...32 Illustration 19: attentes du service expédition et moyens mis en place par ses process amonts (flux physique) Illustration 20: petit chariot Illustration 21: la potence pour poste à souder Illustration 22: équilibreur pour torche soudeur Illustration 23: récapitulatif des gains estimés Illustration 24: rapport d'étonnement Illustration 25: procédure pour le tri des pièces au laser Illustration 26: VSM Illustration 27: procédure étude de poste Illustration 28: procédure étude de poste (suite) Illustration 29: extrait tableau de mesure Illustration 30: analyse soudure Illustration 31: remue méninge du groupe de travail Illustration 32: ROI FICEP P Illustration 33: extrait fiche de poste méthode Illustration 34: mise en place d'un convoyeur Illustration 35: gain des actions mises en place pour la zone assemblage

5 3 Remerciements Je tiens à remercier la direction de m avoir permis d effectuer mon stage final au sein de l entreprise. Merci à Messieurs David, Millereau et Belliot. Merci à Laurent Morissaud, A. David, et à S. Ozeray, responsable de formation, de m avoir mis en relation avec cette société. Merci à mon tuteur, le directeur technique, Mr Rémy Belliot de m avoir proposé ce projet et pour m avoir régulièrement consacré du temps. Merci à Emmanuel Vaillant, responsable de production pour sa précieuse aide et disponibilité. Enfin, merci aux personnes de l atelier, principalement aux assembleurs et soudeurs, pour leur collaboration et contribution sur l amélioration ; je garde une grande admiration pour leur travail. 5

6 4 Introduction Dans le cadre de mon stage final et en vue d'obtenir mon diplôme d'ingénieur, j ai souhaité apporter et mettre en pratique mes connaissances sur un projet d amélioration. L entreprise Ateliers David m a proposé un projet sur l amélioration de la production et de soudage. Cela m'a permis de découvrir un secteur que je ne connaissais pas. Mon but était de mettre en application le large champs d'enseignement, appris en formation, sur le terrain. Il me fallait aussi apporter un réel profit à l'entreprise en démontrant ma capacité à porter ce projet d'amélioration. Le rapport se déroulera ainsi ; Après la présentation générale de l'entreprise, je présenterai l'objectif du projet, les outils choisis qui m'ont permis ensuite de faire l'état des lieux pour choisir des axes d'amélioration. Ensuite, je présenterai les solutions mises en place et quels gains ces solutions ont apporté à la zone d'assemblage et aussi, car un stage ingénieur s'inscrit dans une démarche globale, à l'entreprise. Ce rapport se terminera par une conclusion qui synthétisera ma mission, fixera un nouveau cap et je donnerai mon avis sur ce stage et mon futur. 6

7 5 Présentation de l entreprise 5.1 Historique Situés à Guérande, en Loire-Atlantique, les Ateliers David ont été crées en 1882 par Monsieur JeanBaptiste David. À l origine un atelier de serrurerie ferronnerie, l entreprise a évolué vers la charpente métallique à partir de 1904, tout en gardant son savoir-faire initial : forge, serrurerie et travaux de métaux. En 1930, l entreprise en plein développement, déménage dans un nouvel atelier hors des murs de Guérande. Dès 1950, elle s investit dans les travaux de reconstruction à Saint-Nazaire et pour la Navale. En 1980, elle participe aux travaux du tramway à Nantes. En 1991, l entreprise est intégrée au Groupe Avanti, devenu aujourd hui le Groupe ACIEO. Les Ateliers David sont dirigés depuis 2007 par Mr Jacques David. 5.2 Le groupe ACIEO Le groupe ACIEO est un groupe diversifié dans le domaine de la structure métallique et la couverture des bâtiments. Les principales entités du groupes et leurs liens sont présentés dans l'organigramme suivant : Illustration 1: structure du groupe ACIEO 7

8 Le groupe réalise un chiffre d affaire de 60 M décomposé en fonction de ses entités de la façon suivante : SERRU : société implantée à Château-Gontier, elle réalise un CA de 27 M grâce à 3 activités ; la charpente métallique, la métallerie et la menuiserie aluminium. SEB / Foucault : société implantée en Basse Normandie, elle réalise un CA de 10 M grâce à 2 activités ; L étanchéité et le bardage de façades. IDEFIA : société nouvellement créée, elle réalise un CA de 6 M de part son activité de conception et de réalisation de bâtiments, logements, bureaux clé en main. Pour cela, elle s appuie sur les entreprises de son groupe Ateliers David : la société réalise un CA de 26 M grâce à 4 activités ; la charpente métallique, la métallerie, la menuiserie acier et feu (MAF atlantique) et enfin, le bardage de façades. Les différents domaines d activités stratégiques du groupe ACIEO sont donc : Les structures métalliques La métallerie Le bardage L étanchéité Les menuiseries aluminium Les menuiseries acier et feu Le développement immobilier 8

9 5.3 Répartition du CA de la société Ateliers David Le chiffre d affaire de la société Ateliers David se répartit comme suit : Charpente 26% Bardage 12% Menuiserie acier et feu 28% Métallerie 33% CA en millers d'euros / / / / couverture/bardage charpente divers menuiserie acier metallerie menuiserie feu DAS Illustration 2: évolution du CA sur les 4 dernières années L histogramme précédent met en valeur la montée en puissance de la menuiserie acier et feu à travers la société MAF atlantique qui représente 28% du CA, tandis que l activité charpente a subit une baisse de son chiffre d affaire après un bon exercice 2011/2012. Dorénavant, c est le secteur de la métallerie qui est le premier contributeur au CA. 9

10 5.4 Services de l entreprise L entreprise comporte plusieurs services : La direction composée d un Président Directeur Général, d un Directeur Général et d un Directeur Technique qui dirige les services suivant : La production composée d un responsable de production, un responsable débit, un responsable atelier, des opérateurs débit, des soudeurs, des assembleurs et un peintre Le service administratif QSE Le service commercial Le bureau d études composé de dessinateurs et de calculateurs structure Les chargés d affaires, des chargés de travaux et des monteurs sur site Le service achat La logistique Elle est à ce jour composé de 142 salariés décomposé comme suit : Bureau d études : 22 Atelier de production : 43 Montage sur site : 27 Administratif, gestion et commercial : 50 10

11 Illustration 3: plan de l'atelier 11

12 5.5 Moyens de production Hall 0/1 : Petits travaux (584 m²) 1 scie à ruban IOTA 1 pont roulant 2t MACE Hall 1 : Métallerie Serrurerie (1616 m²) 1 scie à ruban IOTA Unité débit perçage cornières «FICEP L» Machine outils «GEKA» 2 ponts roulants 5T Hall 2 : Charpente métallique (1520 m²) Unité débit perçage poutrelles «FICEP P» Machine outils «GEKA» Presse plieuse «PROMECAM» 1 rouleuse 3 ponts roulants 4T 1 semi portique 2T Hall 3 : tôlerie (350 m²) Laser «BYSTRONIC» Presse plieuse «COLLY» Cisaille «PROMECAM» 1 pont roulant 4T Hall 4 : Menuiserie Acier (1170 m²) Centre d usinage Scie double tête 1 pont roulant 4T 2 poutres roulantes 125 kg Parc à Fer (1000 m²) 1 pont roulant 2x4T Remontage (400m²) 1 poutre roulante 125 kg Zone de peinture (310 m²) Montage sur rails 1 cabine de peinture aspirante mobile 12

13 5.6 L activité de l entreprise Charpente métallique, métallerie, aménagement industriel, habillage de façade 5.7 Secteurs d application Voici quelques exemples de réalisation en image de l entreprise : Équipements publics Halles du Pouliguen Tramway de Nantes "Les Jetées" de Brest Parking Atlantis à Nantes Bâtiments publics Laboratoire National de la Protection des Végétaux 13

14 5.7.3 Équipements industriels Chaîne d assemblage final du nouvel Airbus A350 à Toulouse Poste d assemblage de l A350 à Airbus, Saint-Nazaire Grande distribution Centre Commercial de Beaulieu à Nantes Passerelles et ponts Passerelle Port Charly au Croisic 14

15 5.8 Forces et faiblesses de l entreprise Pour terminer la présentation, une analyse des forces et faiblesses de l entreprise est renseignée à l'aide de la matrice SWOT : Illustration 4: matrice SWOT Nous pouvons faire un premier constat. L'avenir semble prometteur pour la société David, les dirigeants du groupe ont une politique stratégique qui visent à devenir un acteur incontournable dans la région et cela via une maîtrise d'ouvrage par la diversification. Une nouvelle entité est en train de voir le jour, elle est spécialisée dans la fabrication de garde-corps. Par contre, la concurrence est rude sur la partie charpente à tel point que cette activité a perdu 35 % de son chiffre d'affaires. C'est donc la raison de mon projet confié par la direction ; améliorer la productivité de la zone d'assemblage de la partie charpente métallique pour devenir plus concurrentiel. 15

16 6 Projet d amélioration L objectif fixé par la direction est d améliorer les délais de production pour la partie charpente métallique. Lors de la première semaine, la direction m a demandé de lui remettre un rapport d étonnement (voir annexe p44). 6.1 Contexte et contraintes Ateliers David traite des affaires spécifiques qui vont de la toute petite affaire telle qu une simple pièce demandée par un client qui passe dans le bureau avec un croquis à des affaires importantes qui peuvent représenter, en durée, plus d une année de travail où le process fut long ; commerciaux, métreurs, BE. De plus, les éléments qui constituent ces structures métalliques sont tous hétérogènes et ne sont pas standardisés Les différents procédés utilisés Les assembleurs et les soudeurs utilisent différents procédés parmi lesquels ; le perçage, le meulage, le traçage, le grugeage, l assemblage, le soudage et la peinture. Tous requièrent une multitude de connaissances et d'habiletés : Lire un plan, des côtes (pour l assembleur) Savoir mesurer à l aide de différents outils (rapporteur, mètre, ) (pour l assembleur) Savoir souder au MIG Savoir découper à l aide d une meuleuse, d un chalumeau, d un plasma Utiliser des engins de manutention Ensemble de la production Chaque semaine est traité en moyenne : 20 ouvrages issus de 4,5 affaires 50 Tonnes Le délai entre la réception du dossier et le lancement en production est d'un jour en moyenne. La productivité, ratio entre le temps alloué et le temps passé sur l affaire est d environ 110% 1 1Ce gain est calculé sur les affaires de plus de 20 heures de temps alloué 16

17 10% 8% 30% 13% 17% 8% 14% < < < < < < > 5h 10 h 20 h 30 h 60 h 100 h 100 h Illustration 5: répartition des OF par temps alloué Ce graphique, montre l hétérogénéité des affaires en termes de temps alloué. Ici, 30 % des affaires concernent des dossiers de moins de 5 heures. Il conviendra de s'interroger sur la pertinence de la structure de l'organisation pour traiter des affaires aussi hétérogènes Partie charpente métallique Le délai entre la réception du dossier et le lancement en production est de 1,13 jour en moyenne. La productivité, ratio entre le temps alloué et le temps passé sur l affaire est d environ 107% 17% 35% 21% 27% < < < < 10 h 30 h 60 h 150 h Illustration 6: répartition des OF par temps alloué pour les affaires charpente Le constat est le même pour la partie charpente. 17

18 6.2 Méthodologie et planification Afin de répondre à mes objectifs, améliorer les délais de production pour la partie charpente métallique, j ai planifié les différentes étapes sous forme d'un Gantt : Analyse des postes d assemblage et de soudage par étude de temps Analyse des données Sélection de pistes de travail 80/20 pour l assemblage et le soudage Choix de solutions Mise en place des solutions retenues Illustration 7: planning du projet initial Des points hebdomadaires avec mon tuteur et, suivant le contexte, des réunions avec le directeur, le responsable production et le responsable logistique se tenaient tout au long du projet pour échanger sur celui-ci et faire le point sur l avancement. Nota : La phase d analyse a duré jusqu au 5 avril 2013 car nous avons voulu plus la pousser et la compléter, entre autres, par d autres analyses comme l'analyse du processus amont et aval. 6.3 Choix d outils du lean manufacturing Dans le cadre de mon projet, il m a fallu adapter et utiliser différents outils pour améliorer la zone d assemblage. Voici les outils les plus pertinents retenus: VSM réalisée qui montre les axes d amélioration concernant la manutention Réduction des stocks amonts, des en-cours et des produits finis La diminution de la taille des lots L optimisation des ressources humaines (par la polyvalence) Les unités de production Amélioration de l ergonomie des postes de travail 18

19 6.4 Quickwins Ces actions sont faciles à mettre en place, ne coûtent pas chères et ont pour but de faire gagner en performance. Elles sont donc la plupart du temps de type organisationnel. A la vue, du process, il apparaissait plus judicieux de séparer les pièces débitées qui devaient servir à l assemblage de celles qui étaient à assembler sur le site final de montage. Jusqu alors toutes les pièces passaient par les postes assemblage. Pour ce faire, le directeur technique a vu avec les dessinateurs du bureau d'études pour qu'ils sortent des listes qui répondent à cette demande organisationnelle. A noter, que pour les affaires sous-traitées à des bureaux d'études extérieur, cette action n'est pas encore en place. Une instruction pour le tri et le marquage au débit a donc été rédigée et communiquée aux opérateurs concernés (voir procédure en annexe p45). 6.5 État des lieux Afin de faire un état des lieux, des audits journaliers d'opérateurs ont été nécessaires et plusieurs documents ont été rédigés : Une analyse de déroulement du process au niveau du dossier Une VSM des stocks et des flux physiques Spécification de l'étude des postes Un diagramme d Ishikawa Implantation existante, flux physiques et d informations Voici les zones concernées par le projet : Illustration 8: implantation des zones concernées pour la zone d'assemblage charpente En rose, les zones de stockage du débit. 19

20 M Illustration 9: diagramme d'ishikawa Ce diagramme permet d'identifier les facteurs influents sur lesquels nos actions vont porter VSM Une VSM de l état actuel a été réalisée pour permettre de comprendre le process des flux physiques et d information ainsi qu une VSM du process idéal (voir les schémas en annexe p46). 20

21 Illustration 10: VSM de l'état initial On constate que les flux sont des flux tantot poussés tantot tirés. Il y a beaucoup de déplacements inutiles car les opérateurs posent les éléments finis à coté d eux une fois terminés. Il faut donc supprimer ces manutentions inutiles Constats divers J'ai pu relever différents constats tout au long de mon stage : Les opérateurs viennent chercher les EPI au bureau où ils attendent le chef. Les audits montrent que les gens ne connaissent pas les responsabilités de chacun ou encore qu il y a beaucoup d exceptions au niveau des échanges de pièces et d informations. Une fois les pièces seules (sans assemblage) terminées, elles sont emmenées en zone d expédition. Il faut alors faire reculer les ponts en bout de course afin de transférer les pièces d un bout à l autre de l atelier. La manipulation prend alors plus de 15 minutes, nécessite l aide d un autre opérateur,et enfin, il faut remettre les ponts en place. Soit un total cumulé d environ 25 minutes. Personne ne surveille les quarts. Des dérives ont été constatées par le DG le soir ; Tous les opérateurs qui travaillaient en quart d'après-midi, étaient partis plus d'une demi-heure en avance. Toujours en ce qui concerne les quarts, je note que l éclairage est allumé pour des effectifs très réduits, principalement en période hivernale, de 5h à 7h45 et de 16h45 à 21h, ce qui engendre un coût. Mais pour des raisons de sécurité, il est important d avoir plus de quatre salariés ce qui implique l allumage d une partie de l atelier. Un manutentionnaire de la logistique doit régulièrement utiliser une partie de son temps pour rechercher des pièces à expédier. 21

22 6.5.5 Réalisation des études de poste de travail De part l hétérogénéité des affaires, il a fallu, dans un premier temps, réaliser une étude des postes de travail soudage et assemblage pour faire l état des lieux. Avant tout, pour réaliser ces mesures, il a fallu : Être accepté par le groupe Avoir une certaine connivence Apprendre à écouter ou à faire parler (management) Expliquer la démarche (pédagogie) De plus, pour la réussite de ce projet, il était important d impliquer le personnel dans ce projet, d insuffler un état d esprit d amélioration continue et, dernier point important, montrer que la direction était fortement impliquée Technique utilisée pour la prise de mesure Afin de réaliser les études de poste, un document a été réalisé pour définir quelle mesure prendre et comment ces mesures allaient être réalisées (voir document en annexe p47 et p48). Pour la mesure des temps, un ordinateur portable a été utilisé avec tableur et une macro pour la prise de temps (voir tableau en annexe p49) Souci de représentativité Les affaires à traiter en production sont parfois très différentes. Alors, dans un souci de représentativité dû à la non hétérogénéité des tâches quotidiennes, nous avons décidé d arrêter les mesures lorsque celles-ci n évoluaient que faiblement. Suite à ces études passée à relever les temps de chaque opérateur, j'ai analysé ces données Résultat des mesures assemblage Sur environ 48 heures de mesure réparties entre trois opérateurs, nous pouvons faire ressortir les données suivantes : 22

23 Illustration 11: répartition des tâches à l'assemblage en heure par ordre décroissant La diversité des tâches est conséquente et que 6 tâches (20% de l ensemble) représentent 66% du temps passé : Pointage (c est le cœur du métier) mesure (ou traçage, est l'étape d'avant le pointage) dossier (lecture du plan/dossier) r. matière (temps perdu à rechercher les différentes pièces à assembler >> NVA) coupe (le débit laisse aux assembleurs les découpes qu'il ne peut faire sur ses machines) assemblage vers assemblage (stockage de la pièce à côté de son poste >> NVA) Rapporté en heure de travail dans une année : pointage mesure dossier r. matière h/an h/an h/an 753 h/an On peut citer comme exemple, pour le poste recherche matière ; un temps de 30 minutes a été relevé pour que l'opérateur, en début de chantier, puisse trouver 8 types de pièces! 23

24 Illustration 12: répartition des 3 postes les plus importants entre opérateurs en pourcentage Cette figure montre le détail des trois principales tâches de l assembleur et l hétérogénéité des temps entre chaque opérateur. Au final, le total des trois opérations est sensiblement égal pour chaque opérateur. On peut conclure à la difficulté de repérer les frontières entre chaque tâche lors de la mesure. La préhension d objets Ces trois postes précédents occupent 50% du temps de travail si bien que, même s il n a pas été quantifié lors de l analyse, le nombre de fois où l opérateur se saisit de la torche aspirante (environ 1,3kg avec 1m50 de tuyau) et du plan est conséquent. 24

25 Résumé des temps passés pour chaque catégorie : Illustration 13: temps assemblage par catégorie Cette figure montre à quel point l analyse et la manutention sont des postes importants sur lesquels il est indispensable de s'attaquer afin d optimiser la tâche des assembleurs. 25

26 Illustration 14: hétérogénéité des pièces (à gauche des petites pièces de quelques killos, à droite une pièce de 5 tonnes) Illustration 15: répartition des tâches à l'assemblage pour différentes pièces (en heure) Ces deux figures de cette page illustrent l'hétérogénéité des pièces assemblées et donc les problématiques induites ; manutention, taille des postes, chiffrage du temps alloué, etc... La dernière figure qui montre la répartition des tâches en heure, montre également que le temps passé sur chaque élément est très disparate. La pièce P115 est faite en 30 minutes tandis que la pièce K45 en 4 heures car la deuxième pièce est beaucoup plus complexe à assembler. 26

27 Résultat des mesures soudage Sur environ 11 heures de mesures réparties également entre les deux opérateurs, soit 5,5 heures chacun : Illustration 16: répartition des tâches au soudage entre opérateurs en heure La principale opération du soudeur est le soudage suivi par une opération «gratton» qui n apporte aucune valeur ajoutée. Cette opération est toutefois nécessaire pour la qualité de finition. Les grattons : Il représente exactement un tiers du temps passé à souder soit 33% Cette mesure a été une réelle prise de conscience pour l entreprise Analyse complémentaire soudage Le temps de soudage représente 55% du temps des soudeurs. Il m a donc semblé intéressant de faire une analyse, même rapide, des soudures (voir annexe p50). Le constat est clair ; Sur quatre pièces identiques, le nombre et la longueur des cordons de soudure ainsi que leur emplacement ne sont jamais les identiques. De plus, nous pouvons nous interroger à la vue de l élément soudé, ici un petit plat, si l'entreprise fait ou non de la sur-qualité. Ce constat peut être fait sur l ensemble des pièces assemblées sauf sur les affaires de certains gros clients qui exigent à travers des cahiers de soudage, des soudures pleines. 27

28 6.6 Recherche de solutions et mise en place Le choix de mon tuteur de stage était de ne pas trop m en dire afin de ne pas avoir d idées préconçues et que j apporte un regard neuf sur notre problématique. Tout au long du stage, à travers l'analyse, les différentes discussions et audits, j ai donc noté, tel un brainstorming permanent, toutes les idées ainsi que les visions (comment cela devait être) qui me venaient à l esprit. Une fois approfondies puis exposées en réunion, ces idées pouvaient se voir adoptées ou rejetées. Et cela en vue de mettre en œuvre un plan d'actions afin d'améliorer la zone d'assemblage Groupe de travail Deux groupes de travail ont été constitués : Un groupe assemblage composé d assembleurs et de responsables Un groupe soudage composé de soudeurs et de responsables Les objectifs étaient : d impliquer et de sensibiliser les acteurs d insuffler un état d esprit d amélioration continue de montrer la forte implication de la direction de recueillir les avis des opérateurs de trouver des solutions d amélioration De ces groupes ont émergé des idées d amélioration (voir annexe p51) Un plan cohérent Suite à ces analyses et au fil des diverses réunions qui ont suivi, différentes actions ont émergé pour, en définitif, former un plan d'actions cohérent comprenant : des solutions organisationnelles un investissement de machine la formalisation et la standardisation du processus la création d'un poste méthode

29 Solutions organisationnelles La séparation des pièces assemblées des pièces sans assemblage (ou pièces seules) avait été mise en place avant de commencer l'état des lieux (voir 6.4 Quickwins p19) afin de supprimer les manutentions inutiles. Ensuite, l'analyse de poste a révélé une perte de temps à rechercher la matière. Deux réunions de sensibilisation ont été organisées afin de donner des consignes aux opérateurs de débit. Ils doivent structurer la disposition des pièces avec pour mot d'ordre que les assembleurs puissent retrouver rapidement les pièces via leur repère. De ces deux solutions résultent pour 5 opérateurs un gain de temps estimé à 707 h/an pour retrouver leurs pièces. Aujourd'hui cette solution est en place, les opérateurs débit ont été sensibilisés lors de réunions. La sensibilisation doit toutefois continuer et une action doit être menée vis à vis des bureaux d'études extérieur afin qu'ils fournissent cette liste de séparation. Une autre solution organisationnelle (comme le montre la VSM p21) est la suppression des mouvements inutiles pour optimiser les flux physiques. L'assembleur désormais envoie la pièce directement sur le poste du soudeur. Le gain est estimé a 115 h/an car il concernent 2 opérateurs. À terme, après des modifications techniques, il concernera 5 opérateurs et représentera 286 h/an de gain. Des réunions ont eu lieu pour informer des ces changements, mais ce message doit toujours être délivré pour qu'il devienne un réflexe pour chacun. À terme, le but pourrait être de faire se déplacer les hommes plutôt que les pièces. Ce principe est déjà adopté pour les pièces de plusieurs tonnes mais l'opérateur doit alors déplacer son outillage. Une autre solution pour réduire la manutention pourrait être d'installer un système de manutention comme un convoyeur. Concernant les dérives constatées pendant les quarts, une solution organisationnelle a été de désigner deux responsables de quart. Le gain est estimé à 783 h/an. Aujourd'hui cette action a été menée par la direction, deux opérateurs ont été nommés responsables de quart. Un suivi doit perdurer. Enfin, pour tendre à une solution comme indiqué sur la VSM état futur (voir annexe p46) une réorganisation de poste aura lieu. Son rôle sera de gérer les flux physiques des pièces et donc de décharger les pièces débitées à assembler vers les assembleurs et les pièces seules vers les lots affaire s de la zone d'expédition. Ce poste sera alors le seul interlocuteur avec les opérateurs de débit, ce qui permettra : un gain de temps dans la recherche matière de fluidifier les flux d'être seul responsable concernant l'acheminent des pièces seules et permettra de réduire les erreurs d'envoi à l'expédition enfin, d'augmenter le taux d'utilisation des machines de débit en délestant les opérateurs 29

30 Investissement de machine L analyse des dossiers et les mesures sont, respectivement, les deuxième et troisième poste derrière, le cœur de métier, l assemblage (ou le pointage). Pour réduire ces tâches, le fournisseur FICEP/Tekla qui équipe l'entreprise avec ces solutions dans les constructions métalliques, propose, avec ses machines de débit, un module qui permet de faire du scribing. Cette technique permet d'effectuer le traçage directement sur l'élément principal (ici la poutrelle) et grave à coté de ce traçage, l'emplacement de l'élément secondaire à positionner. La machine laser qui assure les débits de goussets (élément secondaires de l'ensemble) marque aussi les pièces débitées afin de positionner parfaitement l'ensemble. Voici un exemple pour illustrer cette technique : P34 P34 G33 G33 Illustration 17: le scribing Sur une poutre P34, un tube carré G33 est à souder à une position précise. La machine équipée du module de scribing va dessiner l emplacement (ici en pointillé) ou doit se positionner précisément le tube carré G33. Cette technique permettra de réduire considérablement les tâches «mesure», «analyse dossier» ainsi que le pointage. En plus, grâce à son module de chargement automatique, elle permettra de délester considérablement l'opérateur du parc à fers. Cette machine est le cœur de l'activité charpente si bien que cet investissement de modernisation et de rajeunissement est primordial. Le retour sur investissement est de 3 ans et demi (voir le document en annexe p52). Le gain estimé pour les assembleurs est de 608h/an. Cet investissement est suivi par la direction et la nouvelle machine est prévue pour la fin de l'année. 30

31 Formalisation et standardisation du processus Une fois tous les changements organisationnels opérés, le besoin de formaliser s'est fait ressentir. Aussi à travers mes audits journaliers, j'ai constaté que les attentes et problématiques de chacun et le «qui fait quoi» n'était pas connus de tous. De ce fait, nous avons décidé de formaliser le process et les besoins de chacun lors d'échanges physiques et d'informations pour les services en relation avec le projet. Avec pour objectif : disposer d'un support pour échanger qui soit clair, facile à comprendre et attirant! faire que chacun ait une meilleure connaissance du processus afin de favoriser la force de proposition faire que chaque service, qu'il soit en amont ou en aval, comprenne les besoins de la production mais aussi communique sur ses besoins faire appliquer et standardiser le process au fil des changements futurs (dernière étape de l'amélioration continue) Ce document se compose de la vue de l'ensemble du process (voir illustration p32) sur lequel chaque process et interactions (entre les corps de métier) y est répertorié pour y être ensuite détaillé (voir un exemple p33). Ces interactions sont formalisées en détaillant les attentes du service A et les moyens mis en œuvre par le(ou les) service B pour répondre aux attentes du service A. Nota : la majeure partie des attentes de chacun doit découler du client final. Ici, le montage ou encore le maître d œuvre ; les architectes. 31

32 Illustration 18: document de formalisation du process assemblage 32

33 Ce besoin n'est pas satisfait par les services clients Illustration 19: attentes du service expédition et moyens mis en place par ses process amonts (flux physique) 33

34 Les flèches sur le schéma relie les attentes et les moyens mis en place pour répondre à ces attentes. Nous pouvons remarquer sur le schéma que rien n'est fait par les process amont débit/soudage/peinture pour répondre à l'attente «recevoir toutes les pièces». Voici une des fonction de ce document qui formalise le process ; Pointer les lacunes du système en vue de l'améliorer. Des réunions pour faire appliquer ces changements se sont déroulées par corps de métier (opérateurs débit, assembleurs, soudeurs, peintre) et par quart. Et ceci afin de faire appliquer tous les changements organisationnels. Suite à ces réunions, un compte rendu de réunion a été donné à chaque participant. Ensuite, pour que le service production tienne compte de l'évolution des attentes de chaque service et inversement (les attentes de chacun évoluent suivant l'évolution leurs moyens financiers/techniques/humains.. respectifs), je préconise qu'avant chaque réunion trimestrielle inter service, le service production interroge ces dits services pour reformaliser, si besoin est, ces attentes et donc remettre ce document à jour Création d'un poste méthode La création du poste méthode est un avis partagé par tous et un constat au quotidien. Il s'inscrit dans une démarche globale pour l'entreprise ; Il ne concerne pas uniquement mon projet ni la production mais l'ensemble des services de l'entreprise sur lesquels son action a des répercussions. Aujourd'hui, le bureau de production regarde les dossiers, se projette, prévoit, anticipe mais personne ne tient ce rôle. La création de ce poste sera l'aboutissement de la mise en place (ou future) d'actions diverses (voir Autres actions) qui relèvent de l'organisation ou de la méthode. Elle seront une part des activités de cette fonction. Une justification simple pour cette création est de dire que ce poste va rapporter un gain de productivité estimé à 5 % du chiffre d'affaires soit près de 4 fois le coût annuel engagé. Donc, pour créer ce poste, il a fallu, en premier lieu, réfléchir à ses attributs et missions. Tout ceci est tiré du travail d'analyse sur mon projet. Puis, il a fallu le sensibiliser et l'amener à l intérêt de cette création, légitimer cette future fonction par l'appui de la direction. Enfin, élaborer la fiche de poste (voir annexe p53) conjointement avec lui, condition sine qua non pour une bonne adhésion. Ce poste doit être crée dans les jours à venir et aura comme mission : œuvrer en fonction des attentes des clients (architectes, monteurs et expéditeurs) vérifier, avec le bureau d'étude, la faisabilité et la fabricabilité d'un produit mettre en œuvre les moyens de production nécessaires (machines, opérateurs, matériels et équipements, ) définir les temps nécessaires à la production tenir à jour une liste des erreurs et des non conformités Le gain estimé de la création de ce poste et de la formalisation du process est de 5 % de productivité pour l'ensemble des 40 opérateurs soit h/an soit /an. Ce poste sera crée à court terme. 34

35 6.6.3 Autres actions La qualité de finition Après des recherches ou des discussions en réunion pour éradiquer ou réduire les grattons, et compte tenu de la difficulté du sujet, nous avons choisi d indiquer, sur les OF, la qualité de finition : Brut Meulé Grattons Le but est d avoir l information sur la qualité de finition, afin de s éviter un travail long et fastidieux qui se définit comme de la sur-qualité. Ce travail engendre un surcoût par une augmentation du temps de travail inutile. Ces indications seront renseignées sur l'of et seront à la charge du poste méthode La qualité de soudage Plusieurs axes d amélioration pour réduire le temps de soudage ont été étudiés : Nouvelle technologie Réduire la longueur des passes de soudure (implication du BE partie calcul RDM) Robotisation Il apparaît que seule la réduction des cordons de soudure est réaliste. Pour ce faire, le soudeur devrait savoir précisément où souder. Cette solution ne semble pas réalisable aujourd'hui. Par conséquent, l objectif est de proposer, dans un premier temps, une solution à mi-chemin qui consiste en un choix entre deux qualités de soudure : Soudure continue Soudure discontinue Comme pour la qualité de finition, ces indications seront à la charge du poste méthode en relation avec les calculateurs et les chargés d'affaires. Les gains générés par l'inscription de la qualité de finition et la qualité de soudage s'inscrivent avec la création du poste méthode. Renseigner ces dernières sera une de ses activités. 35

36 Le chariot sur rail Face à plusieurs constats tels que : la problématique des ponts (voir Constats divers p21) la problématique de manutention en général d éléments lourds en acier la facilité de déplacer de lourdes barres sur des rouleaux de convoyage J ai proposé de mettre en place un convoyeur sans motorisation (voir annexe p54) où un travail à la chaîne pourrait s effectuer Ce système s'attaquerait directement. Cette idée n est pas écartée mais une solution de transition a été trouvée. Il s agit d un petit chariot sur rail qui permet d emmener les pièces venant du bout du hall (pièces seules produites par la FICEP P et pièces à assembler du poste assemblage à proximité). Les retours des opérateurs sur le chariot sont bons. Pour un coût d'environ 2000 et fabriqué en interne, il permet de réaliser un gain estimé à 115 h/an soit 5000 /an pour, aujourd'hui, une utilisation en moyenne biquotidienne. Illustration 20: petit chariot La potence avec équilibreur L'analyse montrait un nombre d occurrence du pointage important, donc un nombre de préhension élevée de la torche de soudage. De plus, les tuyaux des postes à souder traînent constamment sur le sol ce qui entraînent des chutes et obligent à la manutention de ces mêmes tuyaux et du dévidoir pour se rapprocher de l'endroit où souder. 36

37 Illustration 21: la potence pour poste à souder Suite à ces constats, je me suis inspiré de ce qui se faisait dans la menuiserie acier et feu (MAF). Ils utilisent des potences pour amener le tuyau et la torche par le haut sur le poste. Aujourd'hui, après la mise en place de deux potences en guise de test par le responsable de production, les retours sont très positifs. Ils seront déployer prochainement et auront l'avantage de: ne plus gêner la zone, le risque de chutes est supprimé plus besoin de les déplacer à chaque besoin (nettoyage, réorganisation du poste, soudage) moins de maintenance ; les tuyaux ne sont plus écrasés Illustration 22: équilibreur pour torche soudeur Pour la préhension d'objet, je me suis inspiré de mon expérience dans l'automobile. L'équilibreur permet de garder l'objet en question toujours à porter de main. Il permet ainsi de raccourcir le temps et améliore l'ergonomie pour la prise de la torche. Avec notre fournisseur, une solution a été trouvée ; souder un morceau de métal sur le dévidoir porté par la potence et y accrocher l'équilibreur. Actuellement le test n'a pas débuté, il le sera dans les prochains jours lors de la réception de la marchandise. 37

38 Le changement du produit «anti-grattons» Pour éviter que la matière en fusion n'accroche sur la matière, les soudeurs utilisent un spray dans un contenant en fer. Un des inconvénient est que, bien souvent, 30% du produit n est pas utilisé faute au gaz propulseur qui n agit plus. Les fournisseurs proposent ce produit en bidon à mettre dans des 115 h/an 204 h/an vaporisateurs manuels. Les premiers résultats sont encourageants pour plusieurs raisons : 286 h/an gain création poste méthode 608 h/an gain responsables de quart gain séparation PA/PS + meilleure disposition pièces gain scribing gain mouvements inutiles Par contre, il reste des questions en cas de déploiement pour gain ce qui le remplissage libreconcerne service gain chariot sur rail et la sécurité. Cela doit être suivi par le responsable QSE. 707 h/an La dispersion des gouttelettes est meilleure h/an Le prix est plus faible 783 h/an Pas de gaspillage de produit des bidons 6.7 Récapitulatif des gains réalisés Pour conclure la partie projet, voici un récapitulatif des gains pour les actions qui ont été quantifiés en terme d'heures et d'euros. Voici par ordre les meilleurs leviers. Nous pouvons ainsi connaître les priorités en terme de mise en œuvre, pilotage et fréquence de suivi /an /an /an /an h/an h/an 286 h/an 608 h/an 707 h/an /an h/an /an 783 h/an /an gain création poste méthode gain responsables de quart gain séparation PA/PS + meilleure disposition pièces gain scribing gain mouvements inutiles gain libre service gain chariot sur rail Illustration 23: récapitulatif des gains estimés 38

39 Le calcul des gains sur la partie charpente montre que les gains les plus importants sont obtenus sur les actions suivantes : 1. l'investissement du remplacement FICEP P (suivant l'estimation se classe 1 er ou 2ème) 2. la nomination de 2 responsables de quart 3. la séparation des pièces seules des pièces à assembler au niveau du débit Il faudra veiller au bon fonctionnement de ces deux dernières actions mises en place. Au final, les gain estimés (heures gagnées sur total heures) sont de 15 %pour la partie charpente 5 % pour l'ensemble de la production 39

40 7 Conclusion Comme nous avons pu le voir dans ce rapport, le chiffre d'affaires de la société Ateliers David est en recul concernant son secteur d activité de la charpente métallique, secteur arrivé à maturité depuis plusieurs années. Pourtant, il est important pour le groupe que ce secteur soit compétitif car il fait partie d une stratégie visant à fournir des bâtiments clé en main où la charpente en demeurera l ossature. Pour améliorer la compétitivité de ce secteur, la direction de la société Ateliers David m a missionné dans le but d'apporter des améliorations à la zone d assemblage. Après une large analyse de cette zone qui prenait en compte l activité en elle-même ainsi que les attentes de ses clients et fournisseurs internes, nous avons mis en place diverses actions dans un esprit d amélioration continue. Ces actions, pour beaucoup de type organisationnel mais aussi méthodologique et technique, ont permis de contribuer à rendre plus performant le process de production de la charpente. Dorénavant, il va falloir contrôler la bonne application de ces changements. Puis viendra le tour d'une redéfinition de cap qui, à mon avis, doit s'intéresser, d'une part à la manutention sur le plan technique et organisationnel et d'autre part, à détacher la partie industrielle des petits travaux. Un grand chantier, aujourd'hui en cours, est la mise en place d'un ERP qui devrait permettre d'améliorer grandement les flux d'informations dans l'entreprise et aussi de fournir des indicateurs pour piloter efficacement l'amélioration de la production. Dernier point, une étude sur l 'achat d'un système de thermolaquage devrait être menée. Pour ma part, j ai découvert un secteur que je ne connaissais pas. La matière travaillée, l acier, est une matière intéressante, facile à recycler, son travail est appréciable et de plus, les ouvrages réalisés sont magnifiques. J'ai aussi beaucoup apprécié plusieurs aspects dans cette entreprise : peu de lourdeur procédurière, décision rapide à faire appliquer, le contact humain et j'ai toujours eu la légitimité dans mes démarches grâce à la présence de la direction. Enfin, ce stage final m a permis d'appliquer tout ce que les intervenants de cette formation m'ont appris, de faire mes armes et de préparer ma trousse à outils pour mon futur que je verrai bien dans la lignée de ce stage. 40

41 8 Glossaire Dévidoir : Partie déportée du poste à souder où on trouve le rouleau de fil à souder Grattons : Se dit des particules qui proviennent de la fusion des métaux et sont projetés sur la matière. Ils doivent être enlevés pour avoir une bonne qualité de finition Pointage : Permet d assembler par soudure deux pièces temporairement NVA/VA : (Non) valeur ajoutée ; se dit d une transformation sur le produit Parc à fers: Endroit où est rangées les longues barres de fers (H, I, cornières etc..) OF : Ordre de fabrication, dossier contenant toutes les informations pour produire Scribing : Cette technique permet de marquer sur la pièce, divers informations tel que l emplacement et le nom de la pièce à assembler VSM : abréviation de Value Stream Mapping, c est une cartographie des flux physiques et d informations Soudage MIG : procédé de soudage semi-automatique. La fusion des métaux est obtenue par l énergie calorifique dégagée par un arc électrique qui éclate dans une atmosphère de protection entre un fil électrode fusible et les pièces à assembler 41

42 9 Bibliographie Mémotech génie des matériaux Auteurs : R. Bourgeois, H. Chauvel, J. Kessler Édition : CASTEILLA, 2001 ISBN : Webographie acieo.com site du groupe ACIEO ateliers-david.fr site de l entreprise ficepgroup.com/fr site du groupe FICEP constructeur de machines de découpe de profilés, cornières, tubes en acier tekla.com/fr site de Tekla - logiciel de Modélisation de l'information du Bâtiment (BIM) pour les projets en collaboration 11 Logiciels utilisés LibreOffice calc et writer pour écrire ce rapport et pour l'importation du SVG Freeplane pour les cartes heuristiques et les schémas en SVG GanttProject pour le planning Dia pour les schémas 42

43 12 Annexes 43

44 ATELIERS DAVID S.A.S Le 31/01/2013 Rapport d'étonnement De : Hervé Le Blouch - Stagiaire la clope dans l'atelier machines de débit paraissent sous utilisées alors qu'on parlait d'un passage en 3*8 un opérateur tire le poste à souder par le tuyau, qq minutes après ca ne fonctionne plus >> il part en récupérer un autre sur un autre poste puis la maintenance arrive pour emporter des postes chauffage sur bouteille - quid du prix/utilité pourquoi on stock des barres dans l'atelier? Ne peut-on pas les stocker dehors? Oxydation? stock magasin parait très conséquent bordel au fond près du BE (chaise, bureau, dossier, laine de verre etc..) pas de contrôle qualité (marcel vient vérifier certaines pièces) archives dans local sous les tôles espace(ou volume)/personne semble important poste de travail laissé en plan; pas nettoyé, meuleuse toujours branchée en équilibre sur un tréteau opérateur prend une poutre bien lourde la pose sur des tréteaux, part à la recherche des platines ne trouve pas, part au laser se rend compte que la pièce n'a toujours pas été débitée, retourne sur poste et dépose la poutre par terre. En conclusion, 10min se sont écoulées pour 0 VA et bien des efforts recherche de 8 types de pièces(en tout 21 pièces) en 26 minutes soit 3 minutes par type de pièces bcp d'assembleurs n'utilise pas le masque pour souder (pointer) protège avec la main bureau Emmanuel et marcel JP lieu de passage entre bureau et prod charpente vendu à la tonne, serrurerie vendue au mètre linéaire les assembleurs ont, en plus de leur dossier, les dossiers débit pb de gravure et de dénomination unique au laser un OF pour 12 Tonnes et un OF pour 2,1kg la luminosité pourrait être meilleure dans l atelier >> puits de lumière atelier peu efficace stockage de produits finis dans les allées en attente de mise en container pince ampère métrique sur poste soudure pour obturation réseau vide Illustration 24: rapport d'étonnement 44

45 Illustration 25: procédure pour le tri des pièces au laser ATELIERS DAVID S.A.S 21/02/2013 Procédure pour le tri et marquage au débit laser De : Jean-Paul Rousseau Note : Cette procédure ne s adresse pas aux affaires qui ont peu de pièces seules. 1. Séparer les pièces à assembler des pièces sans assemblage 2. Marquer les pièces sans assemblage avec la marqueuse 3. Marquer au crayon blanc chaque série de pièces à assembler 4. Enfin, identifier avec le numéro d OF (si nécessaire) et avec la bonne pastille chaque chariot pièces seules (pour expédition) pièces à assembler merci de trier les pièces par ordre croissant assembleurs pour faciliter le travail des 45

46 État actuel Illustration 26: VSM État souhaité : Les mouvements inutiles seraient supprimés et une personne aurait pour mission d'alimenter les postes assemblage et de désengorger les stocks débit. 46

47 ATELIERS DAVID S.A.S Le 04/02/2013 Analyse et de soudure De : Hervé Le Blouch - Stagiaire Démarche scientifique La démarche concerne l analyse : des postes de serrurerie des postes charpente Elle permettra d analyser les opérations d assemblage, de grugeage et de soudure. L objectif est double : Mettre en place un indicateur pour quantifier la productivité de la zone étudiée Quantifier la part de chaque type d opérations pour pouvoir, par la suite, trouver des axes d amélioration Sélection des échantillons à analyser La mesure se déroulera sur 20 mesures. Celles-ci seront choisies en fonction de divers paramètres Taille affaire (petite/grande) Type d'affaire et complexité projet (simple/complexe) Opérateurs (A/B/C) Méthode (préparation maximale/au compte goute) Emplacement géographique du poste (proche de la zone de débit/proche de la zone de stockage) Avancement dans l affaire (début/fin) Type de pièces (charpente : poteaux/ferme/etc. Serrurerie : garde-corps A/B/.) Nombre d assemblage à réaliser L heure Et cela afin d'être représentatif (80/20) des affaires traitées au quotidien. Opérations mesurées Le temps mesuré (en secondes) de chacune de ces opérations de VA et non VA : Analyse o Lecture plan (pour comprendre comment positionner la pièce) o Prise de côte/marquage/traçage o Organisation/méthodologie/prépa poste(gabarit) Opération o Ebavurage o Pointage o Soudure o Grugeage o Coupe Illustration 27: procédure étude de poste 47

48 o Prise de côte/marquage/traçage o Organisation/méthodologie/prépa poste(gabarit) Opération o Ebavurage o Pointage o Soudure o Grugeage o Coupe o Serrage o Retournement pièce o Repérage (étiquette) o Divers Déplacement o Déplacement pour recherche d outils o Déplacement pour recherche de matière o Déplacement pour recherche d info (manque côtes) o Déplacement pour demande contrôle qualité Contrôle o Prise de mesure o Vérification (ou contrôle qualité) Attente (qui empêche de travailler ex : la machine débite la pièce, l opérateur attend) Stockage Et la non VA Déplacement Manutention Stockage Résultats des analyse Découpage des différentes opérations pour l assemblage et le soudage (en % et en temps) Facteurs importants concernant le gain de productivité Création de scénarii afin de chiffrer les gains de productivité Illustration 28: procédure étude de poste (suite) 48

49 Illustration 29: extrait tableau de mesure 49

50 Illustration 30: analyse soudure 50

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