Ecole Centrale Paris Document Intermédiaire Mémoire Thématique Design to Cost, Quelles Opportunités et Limites d Usage en Industries Alimentaires? Réalisé par : XU Tiantian Sous direction de : BERTOLUCI Gwenola, TRYSTRAM Gilles Année : 2009-2010
1 Aperçu du sujet de recherche L industrie agroalimentaire est une industrie récente, qui s est essentiellement déployée au cours du vingtième siècle. Néanmoins, elle atteigne une saturation des marchés dans les pays développés aujourd hui. Seulement 25% de nouveaux produits lancés sur le marché sont un succès. Le prix de vente final est un élément décisionnaire crucial pour la majorité des consommateurs. Il s agit donc de proposer un modèle méthodologique de la conception pour un coût objectif, pour une gamme de produit alimentaire (une pizza surgelée par exemple), tout en respectant les autres contraintes techniques et sanitaires. L objectif de ce mémoire est de conduire une analyse bibliographique des applications du Design to Cost tant à l industrie en général qu à l industrie alimentaire en particulier et d en dégager les spécificités qui caractérisent ce dernier cas. Le mémoire devra permettre d aboutir à la proposition d un modèle méthodologique applicable à cette situation. 2 Définir l univers de recherche Domaine de recherche : Industries agroalimentaires et les méthodes Design to Cost. Carte mentale :
Articles concernés : [1] A. Zugarramurdi, M.A. Parin, L. Gadaleta, and H.M. Lupin, A quality cost model for food processing plants, Journal of Food Engineering, vol. 83, Dec. 2007, pp. 414-421. [2] Horace and Robin, Technological innovation, energy efficient design and the rebound effect, Technovation, vol. 27, Apr. 2007, pp. 194-203. [3] W. Eversheim, J. Neuhausen, and M. Sesterhenn, Design-to-Cost for Production Systems, CIRP Annals - Manufacturing Technology, vol. 47, pp. 357-360. Ouvrages concernés: [1] K. Ehrlenspiel, A. Kiewert, U. Lindemann, and M.S. Hundal, Cost-efficient design, Berlin: Springer, 2007. [2] M. Tollenaere, Conception de produits mécaniques : méthodes, modèles et outils, Paris: Herme s, 1998. [3] B. Traill and K.G. Grunert, Product and process innovation in the food industry, London: Blackie academic and professional, 1997. [4] J. Flaus and L. Boillereaux, Les procédés agroalimentaires. 1, Modélisation et estimation, Paris: Hermes science publ., 2003. Thèses concernées : [1] S. Angéniol, Maîtrise et intégration des coûts dans les projets de conception aéronautiques, Thèse de doctorat, Ecole centrale des arts et manufactures (Châtenay-Malabry, Hauts-de-Seine), 2006. Revues traitant du sujet : -Journal of Food Engineering -Journal of Engineering Design -Revue Française de Gestion Industrielle -International Journal of Strategic Cost Management Conférences internationales : -ICED: International Conference on Engineering Design -ASME: American society of Mechanical Engineers -International Design Conference -Congrès International de Génie Industriel Chercheurs sur le sujet : Ehrlenspiel Klaus (cost-efficient design), Bellut Serge (maitrise des coûts), Yannou Bernard, Angeniol Sandrine, Lorino Philipe (target costing), Laboratoires mondiaux : -Laboratoire Génie Industriel
3. Problématiques Besoins industriels : On constate un manque de culture coût dans l industrie agroalimentaire. Pour améliorer cette situation, nous cherchons appliquer la méthode Design to Cost sur une chaîne de production, afin d obtenir une réduction des coûts. Besoins académiques : Les méthodes prenant compte le coût de système dès que la phase de conception sont apparues depuis années 60. Néanmoins, ces méthodes sont surtout appliquées sur les industries automobiles, aéronautiques et de la défense. Ce mémoire étudiera l application du Design to Cost tant à l industrie en générale qu à l industrie alimentaire en particulier. 4. Etat de l art Identification de quelques notions dans la littérature : -Design for X : «Design for X» est un groupement des méthodes. Il s agit d insister sur la prise en compte en amont des paramètres intervenant dans les phases avales de la conception. Le «X» peut être remplacé par des variables «manufacturablity», «assembly», «reliability», «cost», «environment», etc. -Design for cost : Le fait de prendre en compte le coût dès les phases amont de la conception est appelé «design for cost». La prise en compte du coût en amont de la conception est indispensable car alors qu à peine 10 à 15% des dépenses du projet sont réalisées lors de la phase de conception, près 80% de ces coûts futurs seraient toutefois engagés. -target costing :[Meys01] Le target costing est une démarche qui vise à réduire les coûts des produits sur l ensemble de leur cycle de vie, tout en satisfaisant aux exigences du consommateur en matière de qualité, de fiabilité et autres, en examinant toutes les idées envisageables, de réduction des coûts au moment de la planification, du développement et du prototypage. Ce n est pas une simple technique de réduction des coûts mais un système complet de gestion stratégique des profits. Cette méthode était développée au Japon en années 60. -Conception pour un coût objectif: La norme européenne sur l analyse de la valeur et l analyse fonctionnelle [NF X50-153 1985] introduit la notion de conception pour un coût objectif en 1985. La norme européenne [NF EN 1325-11996] définit la conception pour un coût objectif comme une «méthode de management d un projet qui permet de gérer celui-ci dès son début afin d obtenir les performances définies en respectant les coûts et les délais».
Une méthode Design to Cost [Ehrl07] Dans un processus de développement d un produit, la première chose à faire consiste à clarifier la demande. Il s agit de développer une liste de demande. Cette liste contient une demande externe : les spécifications des clients, ainsi que les demandes organisationnelles internes : un emploi du temps, un budget de développement etc. Une analyse fonctionnelle est ensuite développée à partir de cette liste de demande. Un objectif du coût global (total target cost) doit être également établi pendant cette phase de conception. Pour définir cet objectif, nous devons savoir : «qu est ce que le client veut?», et «Combien le client est prêt à payer?». Différentes méthodes nous aident à répondre la deuxième question. Une analyse de marché s agit d estimer une valeur du produit du point de vue d un client. Une analyse des produits précédents nous permet de juger le coût objectif que nous pourrons atteindre sous conditions présentes de l entreprise. Une analyse de concurrent consiste à estimer l avantage pour le client par un produit compétitif. Une analyse de potentiel d innovation est nécessaire pour prendre en compte l influence de l innovation technique sur les prix du marché des produits et chez les fournisseurs. Les décisions stratégiques de l entreprise peuvent aussi influencer sur la détermination de l objectif du coût. Après une analyse de structure des coûts, nous évaluons les potentiels de réduction. Puis nous cherchons un point à focaliser. L objectif du coût global doit donc être divisé en objectifs du coût partiels qui contraignent les secteurs individuels. La distribution est gérée par une équipe interdisciplinaire pour optimiser les expériences. Les objectifs du coût partiels sont modifiables au cours de développement, car les potentiels de réduction du coût ne sont pas certains. Après avoir clarifié la demande et avoir établit l objectif du coût associé, une conception technique doit être développée pour réaliser ce produit. Pour la recherche des solutions dans la concrétisation des mesures, les dispositions suivantes sont applicables : la conceptualisation (forme, taille), les modes de réalisation (matériaux, processus d assemblage) et les détails de conception (tolérance dimensionnelle, rugosité). Les solutions peuvent être cherchées dans les solutions existantes ou avec l aide des techniques de créativité. Une analyse préliminaire de solutions proposées sera faite pour estimation des coûts. Une évaluation de solutions sera faite ensuite selon les critères, afin de sélectionner la meilleure solution parmi les solutions proposées. 5. Bilan de stage actuel Bibliographie étudiée : les méthodes Design to Cost. Bibliographie à étudier: les processus de fabrication, les coûts dans l industrie agroalimentaire. Visiter une usine en l industrie agroalimentaire qui fabrique les plats surgelés. Discuter avec les personnes de l usine, pour mettre en d accord sur l analyse fonctionnelle d une pizza surgelée, et pour savoir leur objectif de coût, leur répartition du coût sur le cycle de vie de production. Proposer quelques solutions pour atteindre l objectif du coût. Faire évaluer les solutions. Choisir une solution pertinente et valider dans le milieu industriel.
6. Annexe Analyse fonctionnelle pour une pizza surgelée : Fonction Critère Niveau Flexib ilité PF1 : Apporter certaine énergie au 1, calorie Selon la F0 consommateur 2, protéine 3, sucre norme F1 : Informer l acheteur le poids, l énergie 1, écriture sur F0 contenue, la DLC, le mode de réchauffement emballage et etc. F2 : Faciliter le transport et le rangement et 1, dimension de 30*30*3cm F1 résister aux efforts d empilement et aux l emballage vibrations 2, poids maximum 5kg F1 résisté par l emballage F3 : Faciliter la préparation ou le 1, le temps de cuisson 3min-15min F1 réchauffement 2, nombre de outille 1 F1 demandé F2 : Avoir une appréciation organoleptique 1, sel contenant F2 (goût, odeur, texture) 2, sucre contenant 3, molécule ajoutée pour donner du goût FC1 : Assurer la sécurité sanitaire 1, bactérie contenant Selon la F0 2, corps étrangers 3, additif contenant norme
Un processus de fabrication d une pizza surgelée : farine, eau, sel levure... ingrédient (tomate, olive, saucisse...) patrissage décongélation 30 min repos 20 min fermentation déchet découpage mise en film laminage traitement thermique découpage pate garniture dosage déposer en surface cuisson spécificité fléxibilité gout, arome packaging pizza emballage suremballage marquer DLC sécurité stockage