Suivi, traçabilité et contrôle : un débit de production élevé à un coût réduit

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1 Suivi, traçabilité et contrôle : un débit de production élevé à un coût réduit Découvrez comment les solutions de suivi, traçabilité et contrôle aident les fabricants à réduire les coûts, réduire les déchets, automatiser les processus de production critiques et augmenter les rendements autant d éléments critiques dans l environnement économique actuel. François Monette, Cogiscan Inc. et Matt Van Bogart, Microscan Systems, Inc. Introduction Pour survivre et prospérer dans l économie actuelle, les grands fabricants doivent assembler des produits de qualité à un coût aussi réduit que possible. Le coût total de production doit tenir compte du cycle de vie intégral du produit et notamment de la garantie, des rappels et des réparations. Les systèmes de suivi, traçabilité et contrôle constituent un élément fondamental de la réalisation de ces objectifs stratégiques. Ces systèmes sont conçus pour garantir une utilisation optimale des matériaux et ressources tout au long du processus de production. Premièrement, un système de suivi, traçabilité et contrôle offre une visibilité en temps réel de tous les produits en cours de fabrication et matériaux au niveau de l atelier. Deuxièmement, un système de suivi, traçabilité et contrôle élimine le risque d erreurs humaines associées à la manutention de matériaux et la configuration d équipements. Enfin, un système de suivi, traçabilité et contrôle fournit un historique complet du cycle de vie d un produit, autorisant ainsi la résolution précise d incidents et la réduction du nombre de produits renvoyés en cas de rappel. Dans les ratios de la plupart des produits manufacturés, les matériaux représentent 50 pour cent du coût total. Pour les produits complexes, tels que les circuits imprimés électroniques, la somme de composants individuels peut représenter jusqu à 80 pour cent du coût du produit fini. Un système de suivi, traçabilité et contrôle efficace élimine toute perte de temps et de matériaux, réalisant ainsi des économies pouvant atteindre 10 pour cent du coût de production total des chiffres qui se répercutent directement sur le résultat net d un fabricant. Le délai de récupération habituel d un système de suivi, traçabilité et contrôle efficace est de moins d un an. Dans un secteur industriel mondialement compétitif, il n est pas illégitime d affirmer que le coût de l opportunité associée à cet investissement détermine simplement la capacité d une entreprise à poursuivre son activité. Suivi Tous les fabricants doivent disposer d une forme de suivi des produits en cours de fabrication au niveau de l atelier. Dans de nombreux cas, ce suivi est effectué au moyen de procédures sur papier ; et bien que ce type de solution puisse fonctionner, il ne s agit généralement pas de la solution la plus efficace. Les données de production ne sont pas disponibles en temps réel. En outre, les données de production essentielles n étant pas numérisées, l exécution d analyses des performances et de la qualité et/ou la création de dossiers de traçabilité s avèrent peu pratiques.

2 Le suivi automatisé des produits en cours de fabrication offre une visibilité en temps réel de toutes les commandes en cours au niveau de l atelier. Dans sa forme la plus simple, ce suivi peut être effectué au niveau des tâches ou des ordres de travail, par le simple balayage d une étiquette comportant un code à barres apposée sur la fiche de suivi à chaque opération. Un niveau de précision maximal peut être obtenu en suivant les unités de production individuelles, si elles comportent des numéros de suivi fournis par des symboles 1D ou 2D ou des balises RFID. Outre le suivi élémentaire des produits, il est possible d identifier tous les matériaux de production nécessaires à une tâche particulière au moyen d étiquettes de code à barres d identification uniques ou de balises RFID. Le balayage de ces composants à mesure de leurs déplacements offre une visibilité en temps réel de tous les matériaux de production, sur la chaîne de fabrication comme en dehors. Dans certaines usines, une quantité significative de temps est consacrée chaque jour à la recherche de composants ou de sous-ensembles spécifiques : tout le monde sait qu ils se trouvent quelque part, mais personne ne sait précisément où. Outre le coût direct en ressources humaines, cette situation a une incidence directe sur la productivité. Dans certains cas, des chaînes de fabrication complètes restent à l arrêt pendant qu un employé essaie de localiser la pièce manquante. Dans d autres cas, la chaîne de fabrication entière doit être réglée pour un autre produit, car le matériau nécessaire ne peut être localisé et des pièces supplémentaires doivent être commandées. Ce problème peut entraîner la perte de plusieurs heures de production et des retards de livraison. Connaître et contrôler l emplacement exact de tous les produits en cours de fabrication et des matériaux dans l atelier autorise un contrôle bien plus précis de paramètres critiques tels que la ponctualité des livraisons, le coût et la qualité. En outre, une fois l infrastructure d acquisition de données en place, des applications logicielles supplémentaires peuvent facilement être mises en œuvre, permettant de réaliser ainsi des bénéfices supplémentaires. Traçabilité Le sujet de la traçabilité est rarement associé à des retours sur investissement spécifiques, car cette exigence est imposée par le client final, par une norme de l industrie ou par la législation. Dans ces cas de figure, un système de traçabilité constitue une condition préalable à la conclusion d affaires. Dans d autres cas de figure, le besoin de traçabilité repose sur de simples considérations économiques. Le coût de la localisation d un vice augmente exponentiellement à chaque nouvelle étape du cycle de vie d un produit. Le coût réel du rappel d un produit peut être effarant, même sans tenir compte du préjudice en termes d image de marque et de la répercussion sur les ventes futures. Notoirement célèbres, les cas suivants illustrent ce constat. Étude de cas de traçabilité n 1 Des batteries de marque Sony se sont enflammées dans des ordinateurs vendus par Dell, Hitachi, IBM, Lenovo, Toshiba et Apple. 9,6 millions d ordinateurs portables ont été affectés par ce problème, et Sony a dépensé 430 millions de dollars pour remplacer tous les appareils défectueux. Dans ce cas, Sony et tous les OEM utilisant les batteries de marque Sony auraient pu économiser des millions de dollars s ils avaient disposé de systèmes de traçabilité plus efficaces, qui leur auraient permis d identifier plus précisément les appareils concernés. Étude de cas de traçabilité n 2 La console Xbox 360 de Microsoft a subi une défaillance matérielle répandue, identifiée par le clignotement de trois témoins rouges. Microsoft a été contrainte de dépenser 1 milliard de dollars en extensions de garanties. Étude de cas de traçabilité n 3 Tylenol a rappelé 31 millions de flacons de Tylenol, pour un coût dépassant largement 100 millions de dollars. La part de marché du produit a chuté de 37 à 7 pour cent.

3 Étude de cas de traçabilité n 4 Bridgestone a publié des pertes extraordinaires de 350 millions de dollars, après que sa division américaine Firestone ait annoncé le rappel de 6,5 millions de pneus. Ce montant couvrait uniquement le coût réel du rappel, et non les procès potentiels ou les pertes de recettes. Le cours des actions de la société a chuté de 24 pour cent en une semaine. Compte tenu du nombre très élevé de variables et d êtres humains impliqués dans l assemblage intégral et le cycle de vie d un produit, le risque de défaillance est très élevé. La question n est pas de savoir si une défaillance se produira, mais quand elle se produira et quelle en sera l étendue. Dans le cas d une défaillance de produit ou d un problème de sécurité grave, disposer d un système de traçabilité élémentaire peut considérablement réduire le nombre de produits devant être rappelés. Certaines personnes aiment comparer un système de traçabilité à une police d assurance : il s agit d un investissement modique, qui peut toutefois faire une immense différence en cas d incident. Différents niveaux de traçabilité peuvent être obtenus des dates ou codes de lot de production jusqu aux unités comportant des numéros de série et de la simple mention de la date et du site de production jusqu aux informations exhaustives concernant les processus et les matériaux. Le défi de chaque fabricant consiste à définir le niveau le mieux adapté à une situation spécifique. Au final, il s agit de comparer le coût réel de l acquisition et de la conservation des données de traçabilité au coût d un rappel potentiel. Une base de données historique de suivi, traçabilité et contrôle habituelle permet de déterminer précisément la date et le lieu de production d un produit défectueux, en balayant simplement le numéro de série. Elle permet également possible de tracer chaque lot de pièces utilisées pour fabriquer un produit particulier. Si le vice est lié à un lot de pièces défectueuses, la base de données permet d identifier la liste de tous les produits construits avec les pièces défectueuses ; par conséquent, l impact d éventuels rappels de produits est réduit au minimum. Le coût réel d un système de traçabilité peut être nettement inférieur aux prévisions. Si la traçabilité est envisagée dans le contexte d un système de suivi, traçabilité et contrôle complet, la traçabilité intégrale des processus et matériaux sera naturellement assurée par le système de suivi, traçabilité et contrôle. Contrôle Le contrôle de la production incarne le troisième aspect critique tout aussi essentiel que les deux précédents d un logiciel de suivi, traçabilité et contrôle. Le terme «contrôle» désigne tous les aspects du contrôle des erreurs. Il est évidemment important d obtenir une visibilité en temps réel des produits en cours de fabrication et des matériaux et de pouvoir suivre les données historiques, mais il est encore plus important de construire le produit correctement dès la première tentative. Si le système de suivi, traçabilité et contrôle est principalement destiné à assurer la collecte de données de traçabilité, les fonctions de contrôle veillent à ce que les opérateurs utilisent le produit et les matériaux adéquats et numérisent les informations sur la production correctes dans la base de données historique, garantissant ainsi la précision optimale des données de traçabilité. L inspection par vision industrielle automatisée peut également être utilisée pour réduire encore le risque d erreurs humaines. Dans le cas du suivi de produits en cours de fabrication, il est logique et bénéfique de lier chaque point de balayage à un circuit de fabrication prédéfini. Dans ce cas, le logiciel de suivi, traçabilité et contrôle compare l état et la situation actuels du produit à l endroit auquel il devrait réellement se trouver. Une alarme ou un avertissement seront déclenchés si le produit n a subi une opération. Les informations supplémentaires relatives au produit, telles que les données qualitatives ou les résultats d inspection ou de test, peuvent être enregistrées rapidement et efficacement pendant le balayage du produit entre deux opérations. Lors du suivi de produits comportant de numéros de série, les informations élémentaires sur la durée de cycle peuvent former une puissante base de données de suivi de l efficacité opérationnelle. Il est possible de comparer les informations en temps réel au débit calculé, et même de déclencher des avertissements

4 et des alarmes lorsque la vitesse du processus chute en dessous d un seuil défini. Ce type de contrôle autorise une meilleure utilisation des machines et une efficience globale des équipements (EGE) accrue. De même, lors du suivi de matériaux sur la chaîne de fabrication, le logiciel de suivi, traçabilité et contrôle peut vérifier que les pièces correctes sont installées aux emplacements adéquats pour la construction d un produit spécifique. Ici encore, des avertissements et alarmes peuvent être déclenchés lors de la configuration initiale des machines, afin d éliminer le risque d erreurs humaines et les pertes de temps et de matériaux résultantes. Des signaux lumineux et des verrouillages physiques facultatifs peuvent également être liés au logiciel de suivi, traçabilité et contrôle, afin de fournir des avertissements plus visibles et audibles et arrêter la chaîne de fabrication en cas d erreur critique. Le suivi des matériaux sur et en dehors de la chaîne de fabrication permet également les applications suivantes : Validation de la configuration hors ligne afin d accélérer le réglage des machines ekanban permettant de gérer l approvisionnement en pièces avant le fonctionnement à vide Réservation de matériaux/gestion de kits Suivi des matériaux périssables afin d éviter toute utilisation de matériaux périmés Ceci autorise l utilisation plus efficace de matériaux, ainsi que des améliorations dans l utilisation des machines et l efficience globale des équipements. Contrôle en circuit fermé L automatisation de l atelier permet d éviter les erreurs en éliminant l intervention humaine dans la mesure du possible. Ce résultat peut être obtenu dans les systèmes de suivi, traçabilité et contrôle en remplaçant les lecteurs de type «douchette» par des lecteurs de codes à barres à montage fixe intégrés aux machines, postes de travail et convoyeurs. Différents types de verrouillage peuvent être connectés aux lecteurs et au logiciel de suivi, traçabilité et contrôle, afin d arrêter le processus de fabrication en cas de lecture erronée ou d erreur dans la séquence de fabrication du produit. Dans certains cas, le remplacement de codes à barres par des balises RFID peut également autoriser l exécution «à mains libres» des procédures d acquisition de données et de vérification de configuration. La technologie RFID est fréquemment utilisée pour créer des systèmes intelligents, dans lesquels les balises sont apposées sur différents outils, accessoires ou palettes et des antennes ou lecteurs RFID sont stratégiquement positionnés à l intérieur des machines. Avantages généraux des systèmes de suivi, traçabilité et contrôle Réduction des inventaires Réduction des risques de rappels de produits coûteux Identification et élimination des goulets d étranglement Prévention des pénuries de composants Amélioration de l efficacité du traitement des commandes et réduction des vices Réduction des délais de livraison Amélioration de la ponctualité des livraisons Amélioration de la productivité et limitation de l indisponibilité de la chaîne de fabrication Réduction des coûts de main-d œuvre Amélioration de la précision et de la visibilité des inventaires Élimination des erreurs liées à la constitution de kits Élimination des erreurs de configuration des machines Élimination des comptages d inventaires physiques (inventaires tournants) Suivi et amélioration des flux de matériaux et de travail Amélioration de la qualité

5 Avantages quantitatifs des systèmes de suivi, traçabilité et contrôle Réduction des temps de cycle de production (35 à 45 pour cent) (1) Réduction des délais de production (30 pour cent) (1) Réduction des délais de réglage des machines et chaînes de fabrication (50 pour cent) (2) Réduction de la durée de saisie des données (36 à 75 pour cent) (1) Réduction des quantités de produits en cours de fabrication (17 à 32 pour cent) (1) Réduction des formalités administratives entre équipes (56 à 67 pour cent) (1) Réduction de l inventaire (4 à 6 pour cent) (3) Amélioration de la qualité des produits (18 pour cent et plus) (1) Conclusion Une solution logicielle de suivi, traçabilité et contrôle doit être extrêmement modulaire et évolutive, car dans la plupart des cas, les fabricants aspirent à résoudre un problème spécifique en déployant un projet de petite taille dans un délai très réduit. Un projet de suivi, de traçabilité et de contrôle ciblé coûte habituellement entre et dollars et peut être déployé en quelques jours seulement, garantissant un excellent retour sur investissement et un délai de récupération réduit. Le système de suivi, de traçabilité et de contrôle de base peut être ultérieurement étendu selon différentes phases, chaque phase augmentant les bénéfices et les retours sur investissement. Références 1. Enquête de MESA International 2. Étude de cas de Positron, Cogiscan Inc. 3. Calcul du retour sur investissement, Dynamic Systems Inc. Sources supplémentaires 1. «Technology Fails: 8 Extreme Electronic Disasters», Computerworld, octobre site de référence concernant les rappels effectués par le gouvernement des États-Unis 3. Retour sur investissement d un projet WMS, Dynamic Systems Inc. 4. Enquête de MESA International 5. «Materials Management, Profit Centre», Indian Institute of Materials Management 6. «Survey of Successful RFID Case Studies in Electronics Manufacturing», Cogiscan Inc.