1. DéfinitionsD Le MRP 2. Architecture d un d système MRP 2 3. La Planification des besoins en composant 4. Le Plan Directeur 5. Processus d actualisationd 6. La prise en compte des contraintes de capacité
1. Définitions MRP : Material Requirement Planning (ou MRP 0) : planification des besoins en composants. Première définition du MRP par J.Orliky (1965) Méthode de Régulation de la Production (ou MRP 1) : adjonction d une boucle de validation a posteriori de la capacité Manufacturing Resource Planning (ou MRP 2) : ou management des ressources de production. Définition donnée par O.Wight (1979) proposant de faire du MRP 0 la base de la gestion prévisionnelle de l ensemble des ressources de production My Real Problem : traduction donnée par Burbigge au début des années 90
2. Architecture d un système MRP 2 Plan Industriel et commercial Calcul Global des Charges Programme Directeur de Production Planification des besoins en composants MRP 0 Calcul des charges MRP 1 Réalisable Contrôle d exécution
3. La Planification des besoins en composants (1) 3.1. Principes fondateurs du MRP 3.1.1. Distinction des besoins dépendants et des besoins indépendants Besoins Indépendants: besoins en produits vendus à l'extérieur (independent demand). Il s agit de la demande finale Besoins dépendants : Besoins issus d une décision de fabriquer des produits composés. (dependent demand) Dans le MRP, on saisit (les commandes) et/ou on fait des prévisions sur la demande finale. Tous les besoins dépendants sont calculés à partir des décisions de fabrications de produits composés 3.1.2. Regroupement des besoins d origines multiples Contrairement à la gestion à la commande qui génère des besoins spécifiques pour chaque commande, dans le MRP les besoins sont regroupés par dates pour faire l objet d approvisionnements regroupés (voir politiques de lotissement). De fait on transforme des besoins dépendants en des besoins à date dont on perd l origine
3. La Planification des besoins en composants (2) 3.1.3. Traitement des produits par code de plus bas niveau croissant Code de plus bas niveau (CPBN) : plus bas niveau dans l ensemble des nomenclatures auquel apparaît un article. Par convention le CPBN d un article exclusivement vendu = 0 CPBN i = Max (CPBN j ) + 1 cpsé j Cette séquence garantit que tous les besoins dépendants d un article sont connus lorsque l on planifie ses approvisionnements 3.1.4. Traduction de chaque OF proposé en besoins bruts de composants La démarche MRP est de traiter successivement tous les produits en faisant pour chacun d eux une projection de stock sur l horizon de planification et de faire une proposition de fabrication (besoin net) chaque fois que le stock tombe en dessous d un seuil fixé. Les besoins bruts en composants résultant sont alors phasés en fonction des délais d approvisionnement
3. La Planification des besoins en composants (3) 3.1.5 Quelques définitions Besoins bruts : Somme des besoins (dépendants ou indépendants) par période (gross requirements) Besoins nets : Besoins bruts moins stocks ou arrivages prévus. (net requirements) OF: Ordre de fabrication fait pour alimenter les besoins nets d'un produit (order) Délai de mise a disposition: délai nécessaire pour approvisionner un composant (Lead Time) 3.1.6 Algorithme Début fin saisir les besoins indépendants pour tous les niveaux i faire début pour tous les produits du niveau faire début fin pour calculer les besoins nets du produit générer les ordres de fabrications calculer besoins dépendants (niveaux < i) fin pour extraire les besoins bruts niveau i-1
3. La Planification des besoins en composants (4) 3.1.6 Politiques de lotissement lot pour lot quantité fixe période fixe équilibrage de périodes programmation dynamique Lot pour lot besoin 15 20 10 20 15 25 10 20 5 10 5 20 stock fin P 15 20 10 20 15 25 10 20 5 10 5 20 OF 15 20 10 20 15 25 10 20 5 10 5 20 Avantage simplicité inconvénient beaucoup d OF (intérêt d un Calcul de besoin?)
3. La Planification des besoins en composants (4) Production en quantité fixe (économique) besoin stock fin PF50 OF 50 Avantage soit disant économique simple inconvénient 15 35 20 15 10 55 50 20 35 15 70 50 sensible (semaines et quantités) Production par période fixe 25 45 10 35 20 15 5 10 10 50 50 5 45 20 35 besoin stock fin P OF 65 65 15 50 20 30 10 20 20 70 70 15 55 25 30 10 20 20 40 40 5 35 10 25 5 20 20?? Avantages permet de planifier les réglages équilibrage a priori charges par période Inconvénient doit résister aux variations de quantité
3. La Planification des besoins en composants (5) Equilibrage de période (ou groupage par lot) Calcul de la quantité économique dans le cas d une demande discrète. Soit C o le coût de passation de commande et i.c u le coût de possession. On recherche le groupage qui conduira à la minimisation du coût de gestion par article - si l on fait un lancement pour le besoin de la première période, le coût par article sera : 1 C o + i.c u * q 1 q 1 2 - si l on regroupe les besoins des deux premières périodes nous obtiendrons : 1 C o + i.c u * q 1 3q 2 + q 1 +q 2 2 2 et en généralisant : 1 C o + i.c u * Σ jq j Σq j 2 Il suffit alors de retenir le groupage conduisant au coût minimum. De fait, plutôt que de calculer ce coût, on s appuie sur le fait que le coût de gestion passe par un minimum lorsque, par article, le coût de possession est égal au coût de lancement. On calcule ce premier coût et on retient le groupage conduisant au coût le plus proche du coût de lancement
3. La Planification des besoins en composants (6) Equilibrage de période : exemple d application : i.c u = 1, C o = 100 besoin OF 15 20 10 20 15 25 10 20 5 10 5 20 65 50 Premier groupage : 15/2 = 7.5 15/2 + 3.20/2 = 7.5 + 30 = 37.5 15/2 + 3.20/2 + 5.10/2 = 37.5 + 25 = 62.5 15/2 + 3.20/2 + 5.10/2 + 7.20/2 = 62.5 + 70 = 132.5 Second groupage : 15/2 = 7.5 15/2 + 3.25/2 = 7.5 + 37.5 = 45 15/2 + 3.25/2 + 5.10/2 = 45 + 25 = 70 15/2 + 3.25/2 + 5.10/2 + 7.20/2 = 70 + 70 = 140 Remarque : on fait ici implicitement l hypothèse que la demande dépassera l horizon de planification et que les derniers groupages seront reconsidérés lors du prochain calcul des besoins
3. La Planification des besoins en composants (7) Programmation dynamique : exemple : i.c u = 1, C o = 100 besoin 15 20 10 20 15 25 10 20 5 10 5 20 OF On va dans ce cas rechercher les groupages optimaux sur l horizon considéré q 1 = 15 : coût 100 + 15/2 = 107.5 q 1 + q 2 : un seul lancement : 100 + 15/2 + 20*3/2 = 137.5 deux lancements séparés : 107.5 + 100 + 20/2 = 217.5 q 1 + q 2 + q3 : un seul lancement : 100 + 15/2 + 20*3/2 + 10*5/2 = 162.5 (q 1 + q 2 ) et q3 on repart de la meilleure solution précédente 137.5 + 100 + 10/2 = 242.5 q 1 et ( q 2 + q3) 107.5 + 100 + 20/2 + 10*3/2 = 242.5
3. La Planification des besoins en composants (8) Programmation dynamique : suite besoin 15 20 10 20 15 25 10 20 5 10 5 20 OF Rappels : q 1 coût 107.5 q 1 + q 2 : un seul lancement : 137.5 q 1 + q 2 + q3 : un seul lancement : 100 + 15/2 + 20*3/2 + 10*5/2 = 162.5 Besoins des 4 premières semaines : (q 1 + q 2 + q 3 + q 4 ) : 100 + 15/2 + 20*3/2 + 10*5/2 + 20*7/2 = 232.5 q 1 + (q 2 + q 3 + q 4 ) : 107.5 + 100 + 20/2 + 10*3/2 + 20*5/2 = 257.5 (q 1 + q 2 ) + (q 3 + q 4 ) : 137.5 + 100 + 10/2 + 20*3/2 = 272.5 (q 1 + q 2 + q 3 ) + q 4 : 162.5 + 100 +20/2 = 272.5 Et ainsi de suite
4. Le Programme Directeur de Production (1) Programme Directeur de Production : Programme de production en produits finis (Master Production Schedule) Ce programme directeur est établi en prenant en compte : - les commandes fermes ou prévisionnelles - les prévisions de vente Lorsque les produits finis sont peu nombreux, ce programme peut être directement établi au niveau des produits finis Généralement il est effectué au niveau de familles homogènes de produits finis puis décliné au niveau de chaque produit fini en fonction des coefficients de popularité donnés dans des nomenclatures de planification Famille 0,2 0,3 0,1 0,25 0,15 PF1 PF2 PF3 PF4 PF5 Il existe également des familles de produits configurés. Dans ce cas la famille pointe directement sur les composants
4. Le Programme Directeur de Production (2) Famille de produits configurés Famille 1 0,3 0,5 0,2 0,35 TC V11 V12 V13 OP1 P.F. Mixage prévisions / commandes - peuvent dépendre d un horizon : (à une semaine ne prendre que les commandes fermes) - classiquement on prend le max des deux - dans une démarche de disponible à la demande on prend les commandes + les prévisions non consommées au prorata des % de popularité des articles Filtrage : pour garantir la réalisabilité d un PdP, on peut reporter les propositions au delà du délai d obtention du PF
5. Processus d actualisation (1) Problématique Doit on lors de l établissement d un nouveau PdP ou lors d un nouveau calcul des besoins tenir compte de la précédente planification : - problème de nervosité du planning - temps de calcul - accumulation de corrections ponctuelles Principe : Prise en compte du statut de l ordre - planifié - confirmé - lancé - en-cours - terminé - interrompu - Et dire que seuls seront conservés les ordres à partir de tel statut (un ordre lancé est difficilement modifiable, un ordre planifié n est qu une proposition non encore suivie d effet )
5. Processus d actualisation (2) On distingue classiquement - Le mode régénératif : on fait un nouveau calcul complet en ne conservant que ce qui n est pas modifiable - le mode par écart : on ne considère que les produits susceptibles de faire l objet de modification. Cela suppose de mémoriser entre deux calculs tous les mouvements pouvant affecter le planning précédent (nouvelle commande, écart d inventaire, écart de production ). Ceci suppose également une recherche des produits pouvant être concernés par ces transactions (une nouvelle commande peut générer de nouveaux besoins en composants, un écart d inventaire peut affecter la réalisabilité d un produit composé ) - le mode sélectif : on ne fait un calcul que sur des articles sélectionnés Le mode sélectif permet plus de faire des simulations. Le mode par écart est utile lorsque l on fait des calculs à fréquence rapprochée. Le mode régénératif permet de reconstituer périodiquement une base saine. Le plus simple c est aussi le plus utilisé.
6. Prise en compte des contraintes de capacité (1) 1. Principes Dans un système MRP, le processus de planification s effectue tant au niveau plan directeur qu au niveau calcul de besoin à capacité infinie. La prise en compte des capacités est faite uniquement a priori et/ou a posteriori. 2. Calcul global de charge (Rough Cut Capacity) Ce calcul s effectue lors de l établissement du Programme Directeur de Production. Ce programme ne portant que sur les produits finis, cela signifie que l on fait un calcul de charge à partir de ces seules données, d où son appellation de global. De fait, à un produit fini (ou à une famille de produits finis), on associe des macro-gammes et macro-nomenclatures permettant d estimer la charge globale pour l entreprise de la réalisation de ces produits finis (incluant la charge liée à la réalisation de leurs sous-ensembles). Bien évidemment ce calcul ne peut prendre en compte : - les disponibilités de stocks au niveau des composants - les ordres en cours sur ces composants - les règles de gestion (politique de lotissement) de ces composants
6. Prise en compte des contraintes de capacité (2) 3. Calcul de charge Ce second calcul s effectue en sortir du calcul de besoins. Il porte donc sur l ensemble des ordres de fabrication en cours ou issus de ce calcul. On peut alors exploiter les données précises des gammes pour effectuer un calcul de charge beaucoup plus précis au niveau en général des postes de charge et ressources de MO et/ou de sous-traitance. 4. Limites de ces calculs Le PDP et le CBN s effectuant à capacité infinie, cela impose que l on associe des marges au niveau des OF. Le délai associé à un OF est donc supérieur à la somme des temps technologiques nécessaires pour le réaliser. Et ces systèmes de calcul de charge ne savent pas gérer ces marges. Les charges sont calculées à ce niveau par période, en cumulé ou non, compte tenu d un jalonnement effectué à capacité infinie des opérations. Or : - un dépassement de charge sur une période donnée ne signifie pas qu il n existe pas de solution d ordonnancement possible, mais seulement que le jalonnement particulier pour lequel a été effectué ce calcul n est pas réalisable - un non dépassement de la charge cumulée ne garantit pas qu il existe une solution d ordonnancement possible car cela supposerait de disposer de marges en terme de délai que l on ignore dans ce cas
6. Prise en compte des contraintes de capacité (3) Démarche d un calcul de charge 1. Jalonnement Marge 2. Cumul de charge par période et ressource Capacité
6. Prise en compte des contraintes de capacité (4) Limites de ces calculs (1) A (2) B(4) C(4) D(3) F(3) E(3) Le jalonnement au plus tôt de toutes les opérations n est pas réalisable, ce qui ne signifie pas qu il n existe pas de solutions d ordonnancement F B A B D C F E A D C E
6. Prise en compte des contraintes de capacité (5) Limites de ces calculs (2) : charge cumulée au plus tard A (2) B(4) C(5) D(3) F(7) E(4) Bien que la charge cumulée soit toujours inférieure à la capacité cumulée, il n existe pas de solution d ordonnancement à ce problème (l ordre F ne peut débuter avant la période 4) E F D D D C B C B C B A B D C F E A A A A A
6. Prise en compte des contraintes de capacité (6) Ajustement des charges et des capacités Celui-ci peut se faire de trois manières : - par ajustement des capacités : nombre de moyens, horaires - par transfert de charge : poste de remplacement, sous-traitance - par rejalonnement des ordres : - exploitation de la marge de l ordre - modification des temps inter-opération - retard des ordres