Les normes qualité et les PME : éviter la surqualité Éditorial InfoPME est publié par le Laboratoire de recherche sur la performance des entreprises (LaRePE) Institut de recherche sur les PME Université du Québec à Trois-Rivières Rédaction : Julie Croteau, Laboratoire de recherche sur la performance des entreprises Graphisme : Hélène Langlois, Université du Québec à Trois-Rivières Les défis qu impose le nouvel environnement économique mondial créent beaucoup de pressions chez les entreprises manufacturières puisqu elles doivent désormais faire beaucoup plus avec moins de ressources, être plus flexibles pour modifier leur production selon les exigences «changeantes» des clients et se protéger contre la venue «inopinée» de concurrents sur leur propre marché. La qualité, la flexibilité et l innovation font désormais partie du vocabulaire quotidien d un plus grand nombre d entreprises, dont les PME manufacturières. Une orientation «qualité» comme celle que respectent les entreprises aptes à relever efficacement les nouveaux défis industriels, est un facteur indispensable de succès. Pour ce, les entreprises doivent mettre en place des programmes «qualité» qui contribueront à réduire les coûts de défaillances interne et externe et ainsi, accroître la productivité et la compétitivité. Par contre, il faut éviter de sombrer dans l excès et tout modifier pour accueillir un système de gestion de la qualité trop coûteux pour les besoins de l entreprise, car ces systèmes sont coûteux! Le texte qui suit discute des aspects à considérer dans le choix d un programme de qualité adéquat selon les besoins de l entreprise, tel qu observés auprès d un certain nombre de PME manufacturières. Josée St-Pierre, Ph.D. Directrice Laboratoire de recherche sur la performance des entreprises Bulletin InfoPME Le bulletin InfoPME a pour objectif de présenter des statistiques fidèles et «à jour» sur l état des PME au Québec, des chroniques sur des thèmes d actualité importants et des notes sur divers phénomènes touchant les PME afin de fournir des informations pertinentes aux entrepreneurs, aux conseillers économiques, aux consultants, aux banquiers et aux chercheurs intéressés au développement de ces entreprises. Il est publié trimestriellement et disponible sur le site www.uqtr.ca/inrpme/larepe
Les normes qualité et les PME : éviter la surqualité CHANTAL BARIL, ING, M.SC.A. Professeure, Université du Québec à Trois-Rivières GEORGES ABDUL-NOUR, ING, PH.D. Professeur, Université du Québec à Trois-Rivières NOTE : Ce texte est un résumé de deux communications présentées à deux conférences internationales: «Quality standard and SME», présentée en Ohio en juillet 2003 dans le cadre du symposium Group Technology/Cellular Manufacturing et «Choice of quality standard : a QFD approach», présentée en Irlande en août 2003 lors de la 32nd International Conference on Computers and Industrial Engineering. Les initiatives qualité et les programmes de changement et d amélioration continue sont considérés aujourd'hui comme essentiels pour la compétitivité et la productivité des entreprises. Actuellement, les programmes de la qualité les plus connus sont les normes ISO 9000, QS-9000 et l approche Six sigma. La série des normes ISO 9000, qui parut en 1987, fut probablement la plus populaire auprès des entreprises manufacturières et de services. Ces normes traitent, de manière générale, des exigences à mettre en place pour l amélioration et le développement d un programme qualité afin d atteindre un certain niveau de qualité. Dans les années 90, les trois grands fabricants automobiles américains ont développé la norme QS-9000 afin d améliorer les performances de leurs fournisseurs. Cette norme, dont la base est ISO 9001 (1994) vise un Cpk de 1,33, soit environ 6,200 ppm (niveau de qualité de 4 sigma). Le Cpk est un indice de capabilité indiquant la capacité d un procédé à rencontrer les spécifications. La norme QS- 9000 attache une importance particulière à l amélioration continue, à la prévention des défauts et à la réduction des variations. Aujourd hui, l approche Six sigma pousse encore plus loin les exigences en matière de qualité avec un objectif de 3,4 défauts par million d opportunités (ppm). Développé par Motorola dans le secteur des télécommunications, l approche Six sigma est basée sur trois Introduction principes : la réduction des défauts, l augmentation de la satisfaction du client et l amélioration des processus. L élément majeur de la méthodologie Six sigma est son processus de résolution de problème. En effet, tout projet d amélioration doit suivre un processus en cinq étapes : définir, mesurer, analyser, améliorer et contrôler. Pour chacune de ces étapes, des outils qualité et des techniques statistiques sont recommandés. Un autre élément de l approche Six sigma est la structure de formation à mettre en place. Cette dernière, qui rappelle les arts martiaux, comprend quatre niveaux : les champions, les «master black belt», les «black belt» et les «green belt». Ainsi chaque membre constituant une équipe de projet Six sigma doit avoir reçu une formation, plus ou moins avancée en techniques statistiques, selon le niveau auquel il appartient. Cette structure de formation peut engendrer des coûts énormes pour les petites et moyennes entreprises. Malgré le fait que Six sigma soit l évolution naturelle vers l excellence pour les compagnies déjà certifiées ISO 9000 ou QS-9000, plusieurs d entre elles s interrogent sur les coûts générés par l implantation d un tel programme et sur l importance d atteindre un haut niveau de qualité. La figure suivante montre l évolution des normes de la qualité. QS-9000 Six sigma ISO 9000 Responsabilité Système qualité Revue contrat Design Contrôle document Achat Traçabilité Contrôle de procédé Test et inspection Non-conformité Appareil de mesure Action corrective Action préventive Formation Plan de contrôle Plan de maintenance Service Technique statistique Manutention Données Mesures, documentation et prévention PPAP (14 points de PPAP) FMEA CPK CPS APQP Jauge R&R DOE Étude de capacité Fiabilité Pareto Cause effet Mesures, contrôle et amélioration Prob. et stats, test d hypothèses Analyse multivariable ATQ Simulation Optimisation Amélioration continue Structure Qualité Etc. Optimisation 2
Dans les prochains paragraphes, nous allons présenter et définir des critères de sélection pour aider et guider les entreprises dans leur choix d un niveau de qualité à atteindre (ISO 9000, QS-9000 et Six sigma). Les sections suivantes présentent la méthodologie utilisée pour choisir ces critères et démontrent que ces derniers permettent, en effet de déterminer un niveau de qualité à atteindre. Les résultats obtenus aideront les petites et moyennes entreprises dans l évaluation et le choix d un programme qualité. Méthodologie Pour guider les entreprises dans la sélection du niveau de qualité à atteindre, certains critères ont été utilisés pour permettre de caractériser et de classer différents secteurs d activité. Les secteurs manufacturiers choisis pour notre étude sont le secteurs récréatif et automobile ainsi que l industrie de l aviation et de l électronique. Le secteur récréatif a été retenu puisqu il est à l origine de nos travaux. En effet, une entreprise oeuvrant dans ce secteur, et certifié QS- 9000, s est questionnée à savoir si elle devait atteindre un niveau de qualité de six sigma. Le secteur automobile a été choisi puisque c est dans ce domaine que la norme QS-9000 a été développée et que cette dernière représente le niveau intermédiaire à atteindre en matière de qualité. Le domaine de l aviation a été retenu à cause de l importance de la dimension fiabilité du produit (risque et coût d accident élevé). En effet, dans ce domaine, la mauvaise qualité entraîne des coûts de défaillance très importants. Enfin, le secteur de l électronique a été sélectionné puisqu il ressemble au secteur des télécommunications (à cause du nombre de composantes) et que c est dans ce dernier secteur que l approche six sigma a trouvé son origine. Le choix des critères de sélection est le résultat d une recension de la littérature et d une longue réflexion sur différents sujets tels que : la fiabilité, les normes et approches de la qualité, l amélioration continue, la qualité totale et les coûts de la qualité. Le premier critère retenu est la déviation du procédé. Les recherches ont démontré qu un procédé typique déviera d environ 1,5σ de sa valeur cible après plusieurs cycle de production. Cette dégradation de la performance du procédé est due à l effet défavorable, à long terme, de l influence des facteurs tels que l usure des outils, le changement de matériel, la mise en course des machines, etc. Le tableau 1 montre le nombre de défauts par million pour différents niveaux de qualité et déviations du procédé. Le facteur de 1,5 sigma a été observé à partir des données de Motorola, initiateur de la démarche six sigma et fabricant des produits à grand volume. Cependant, il serait erroné de considérer une déviation de 1,5 sigma dans tous les domaines manufacturiers. Ainsi, un facteur de déviation, variant selon le volume de production des différents secteurs manufacturiers, doit être pris en compte. Tableau 1 : Nombre de défauts (ppm) pour des déviations et des niveaux de qualité spécifiques Niveau de qualité Déviation 3σ 3.5σ 4σ 4.5σ 5σ 5.5σ 6σ 0σ 2 700 465 63 6,8 0,57 0,034 0,002 0.25σ 3 577 666 99 12,8 1,02 0,1056 0,0063 0.5σ 6 440 1 382 236 32 3,4 0,71 0,019 0.75σ 12 288 3 011 665 88,5 11 1,02 0,1 1σ 22 832 6 433 1 350 233 32 3,4 0,39 1.25σ 40 111 12 201 3 000 577 88,5 10,7 1 1.5σ 66 803 22 800 6 200 1 350 233 32 3,4 1.75σ 105 601 40 100 12 200 3 000 577 88,4 11 2σ 158 700 66 800 22 000 6 200 1 300 233 32 Puisque le rythme de production pour l'industrie de l aviation est très faible, ce secteur d activités peut donc être considéré comme étant à faible volume de production et la déviation à long terme est considérée comme nulle (0σ). L industrie automobile, quant à elle, peut être considérée comme une production à volume moyen. En considérant que ce secteur applique la norme QS-9000 et un mode de gestion en juste-à-temps, et que les lots de production sont réduits, la déviation à long terme a été fixée à 0.5σ. Le rythme de production du secteur récréatif est saisonnier. Ainsi, les volumes de production sont relativement faibles et la déviation à long terme a été fixée à 0.25σ. Finalement, l industrie électronique produit de grands volumes, semblable au secteur des télécommunications, alors une déviation de 1.5σ est considérée. 3
Le second critère retenu est la complexité du produit. Auparavant, un procédé était considéré satisfaisant si les spécifications étaient à trois écart-types de chaque côté de la moyenne (valeur cible), ce qui résultait à 0,27% de produit non conforme. Aujourd hui, les données ont beaucoup changé. En effet, le critère traditionnel de trois écarttypes tend rapidement vers 100% de produits non conformes lorsque le nombre de spécifications (ou de composantes) augmente. De plus, si la variabilité à long terme est prise en compte (facteur connu de 1,5σ) alors très peu de produits seront jugés acceptables. La complexité du produit est habituellement mesurée par le nombre de composantes ou de pièces requises. Cependant, chaque composante peut comprendre plusieurs opérations et chaque opération peut comprendre plusieurs caractéristiques. De cette façon, le nombre d opportunité de défaut par produit augmente très rapidement. Par contre, il est très difficile de connaître avec exactitude le nombre d opportunité de défauts par produit. Dans le cadre de cette recherche, seules les caractéristiques critiques pour le client ont été considérées et non le nombre de composantes. De plus, en fixant trois niveaux pour le nombre de caractéristiques critiques, il est possible d avoir une idée relativement précise du taux de réduction de produits non conformes selon l augmentation du niveau de qualité. Le tableau 2 montre, pour les secteurs manufacturiers étudiés, comment le pourcentage de produits conformes diminue selon le nombre de caractéristiques critiques, en tenant compte de la déviation moyenne du procédé. Ainsi, dans le secteur de l aviation (tableau 2), on voit que si l on veut réduire à moins de 1% le nombre de produits non conformes ayant 100 000 caractéristiques, il faut atteindre un niveau de qualité de 6σ. Les pourcentages de produits conformes sont obtenus à partir de la M formule suivante : R = ( 1 p), où R = pourcentage de produits conformes (1-p) = pourcentage de conformité de la caractéristique critique variant selon le niveau de qualité M = nombre de caractéristiques critiques Tableau 2 : Pourcentage de produits conformes selon le nombre de composantes Secteur Nombre de Niveau de qualité caractéristiques 3σ 4σ 4,5σ 5σ 6σ 2700 ppm 63 ppm 6,8 ppm 0,57 ppm 0,002 ppm Aviation 100 000 0% 0,0018% 50,66% 94,46% 99,98% (Déviation du procédé : 150 000 0% 0% 36,06% 91,81% 99,97% 0s). 200 000 0% 0% 25,67% 89,23% 99,96% 3577 ppm 99 ppm 12,8 ppm 1,02 ppm 0,0063 ppm Récréatif 1 000 2,778% 90,5738% 98,7282% 99,8981% 99,9993% (Déviation du procédé 2 000 0,00077% 82,0362% 97,4725% 99,7962% 99,9986% : 0,25s). 3 000 0,00002144 74,3033% 96,2328% 99,6944% 99,9979% 6440 ppm 236 ppm 32 ppm 3,4 ppm 0,019 ppm Automobile 4 000 0% 38,9025% 87,9852% 98,6492% 99,9924% (Déviation du procédé : 8 000 0% 15,1340% 77,4139% 97,3166% 99,9848% 0,5s). 12 000 0% 5,8875% 68,1127% 96,0021% 99,9772% 66 803 ppm 6 200 ppm 1 350 ppm 233 ppm 3,4 ppm Électronique 50 000 0% 0% 0% 0% 84,3665% (Déviation du procédé 100 000 0% 0% 0% 0% 71,1770% :1,5s). 150 000 0% 0% 0% 0% 60,0495% En analysant ce tableau, il est possible d observer que pour les secteurs de l aviation et de l électronique, un niveau de six sigma est nécessaire afin de contrecarrer l effet du nombre de composantes et ainsi conserver un pourcentage de produits conformes élevé. Pour le secteur de l automobile, on remarque qu un niveau de cinq sigma est essentiel afin de contrer l effet du nombre de composantes tandis que pour le secteur récréatif, un niveau de 4,5 sigma est suffisant. 4
Les clients d aujourd hui exigent des produits de plus en plus performants au meilleur coût possible. Afin de rencontrer ces exigences, il faut porter une attention particulière à la fiabilité des produits et minimiser la probabilité de défaillance, surtout si ces défaillances augmentent les coûts ou menacent la sécurité du public. Afin d atteindre l exigence du plus bas prix possible, le troisième critère retenu est le coût global de la qualité. Les coûts de la qualité sont habituellement divisés en trois catégories principales; les coûts de prévention, les coûts d évaluation et les coûts de défaillances (qui peuvent être divisés en deux classes : les défaillances internes et les défaillances externes). DeFeo (2001) décrit les coûts de la qualité de la façon suivante : o Les coûts de prévention représentent les coûts reliés aux activités suivantes : planification de la qualité, la formation, l évaluation des fournisseurs, les actions correctives, le contrôle statistique de procédé, les équipes d amélioration de la qualité, les activités de supervision, les études pilotes, le développement de système qualité, le support technique, les audits de système qualité, etc. o Les coûts d évaluation sont les coûts encourus pour la collecte des données, les tests et inspections à la réception, les tests et inspections des composantes, les inspections sur la ligne de production, les tests et inspections de produits finis (expédition), les tests de fiabilité, la supervision, les audits d inventaire, etc. client tels que : les rebuts, les coûts de désuétude, les coûts de réparation de produits défectueux, les coûts pour se débarrasser de produits défectueux, les coûts de réinspection de produits défectueux, les coûts d arrêt et de perte de temps de production (capacité), les coûts d opportunité, les coûts d investigation de cause, etc. o Les coûts de défaillances externes sont reliés aux coûts associés à toutes défaillances découvertes après la livraison au client comme par exemple le coût d analyse des plaintes de client, le coût de rappel de produit, le coût de garantie, le coût de réparation, le coût de responsabilité civile, le coût d opportunité, le coût de perte de client (difficile à estimer mais s exprime par des pertes de marché), etc. Selon les secteurs d activité, le coût de la défaillance est défini différemment. En effet, pour le secteur de l électronique, la défaillance du système entraîne des «coûts de garantie» et n affecte pas la sécurité du public. En ce qui concerne les secteurs récréatif et automobile, la défaillance du système engendre des «coûts de garantie» et peut générer des «coûts de responsabilité civile» (perte de vie humaine) en cas de défaillance du véhicule. Enfin, dans le secteur de l aviation, la défaillance du système provoque des «coûts de responsabilité civile» importants. Ainsi, à cause de ces coûts de défaillances substantiels il devient nécessaire, pour ce secteur, d atteindre un niveau de qualité élevé et d appliquer des techniques avancées de conception de produit et d analyse de la sûreté des systèmes. o Les coûts de défaillances internes regroupent les coûts associés à toutes défaillances découvertes avant la livraison au Choix d une norme de qualité Pour choisir le niveau de qualité à atteindre, les critères retenus ont été mis en relation avec les différents secteurs d activités étudiés. Le tableau 3 montre la caractérisation des secteurs d activité selon les critères de sélection choisis. Dans ce tableau, la déviation est exprimée en partie par million (ppm) et la complexité du produit en pourcentage de produits conformes. Le coût de défaillance est simplement jugé faible, moyen ou élevé selon le secteur d activité. A la lumière de cette caractérisation, il est possible de déterminer le niveau de qualité à atteindre pour les secteurs d activité. Pour le secteur récréatif, il est évident qu un niveau de 4,5 sigma est suffisant. A ce niveau, il y aura 96% de produits conformes ce qui est en ligne avec les garanties offertes par les fabricants (habituellement de 5%). Pour le secteur de l automobile, ce n est pas aussi évident. Un niveau de 4,5 sigma est trop bas et un niveau de 6 sigma est trop haut en ce qui concerne la complexité du produit. Donc, un niveau de 5 sigma serait adéquat. Dans le domaine de l aviation, il est clair qu un niveau de 6 sigma doit être atteint, au moins sur les composantes jugées critiques, à cause de la complexité du produit et du coût élevé de défaillance et de la perception de risque élevée dans ce secteur. Enfin, pour le secteur de l électronique, un niveau de qualité égale à six sigma est important à cause de la déviation, de la complexité du produit et surtout, du nombre élevé des composants. Ces résultats ne signifient pas que les secteurs récréatif et automobile doivent exclure l implantation d un programme six sigma mais plutôt que celui-ci doit être adapté à la réalité des PME et des secteurs d activité afin de ne pas tomber dans le dilemme de la surqualité. 5
Tableau 3 : Caractérisation des secteurs selon les critères de sélection retenus. ISO 9000 QS-9000 Six sigma Secteur Critères de sélection 3σ 4,5σ 6σ Récréatif Déviation 0,25σ 3 577 12,8 0,0063 Complexité du produit 3 000 0% 96,23% 100,00% Coût de défaillance Moyen x Automobile Aviation Électronique Déviation 0,5σ 6 440 32 0,019 Complexité du produit 12 000 0% 68,11% 99,97% Coût de défaillance Moyen x Déviation 0σ 2 700 6,8 0,002 Complexité du produit 200 000 0% 25,67% 99,96% Coût de défaillance Élevé x Déviation 1,5σ 66 803 1 350 3,4 Complexité du produit 150 000 0% 0% 60,05% Coût de défaillance Faible x Les résultats obtenus lors de la caractérisation montrent que les critères retenus permettent de choisir un niveau de qualité à atteindre. Ces résultats démontrent aussi que pour améliorer le niveau de qualité et la fiabilité de leurs produits, les entreprises doivent réduire l ampleur de la déviation du procédé et diminuer les sources de variation qui peuvent affecter le procédé de fabrication. Un moyen pour réduire l ampleur de la déviation est de réduire les temps de mise en course. En effet, la réduction des temps de mise en course, par la méthode SMED (single minute exchange die), augmente la flexibilité mais permet aussi de réduire la taille des lots, ce qui contribue à diminuer l effet, à long terme, des facteurs influençant la déviation du procédé. De plus, afin de mieux cibler les caractéristiques critiques qui affectent la fiabilité du produit et les coûts de la qualité, le «Design for Six sigma» peut être appliqué. Comme il a été mentionné, l application des principes Six sigma requiert une structure de formation élaborée et coûteuse. Il devient alors important de développer un programme «mini six sigma» basé sur l application des outils de base et intermédiaires (ne demandant pas la formation de spécialistes), adapté à la réalité des PME (ressources humaines et matérielles limitées) et aux différents secteurs d activités et favorisant l implication des employés au programme d amélioration continue. Référence DeFeo, J.A., (2001). The tip of the iceberg. Quality Progress, 34(5), 29-37. 6