Computer Integrated Manufacturing

Apparu dans les années 1980, le modèle CIM essai d’apporter une réponse à la quête de performance des entreprises en démontrant que l’automatisation seule ne suffisait pas et qu’il est nécessaire de gérer la communication entre les différents niveaux structurels.

La représentation la plus courante fait apparaître un découpage structurel de l’organisation de l’entreprise et une communication spécifique entre les niveauxdu modèle.

Encore largement répandu et légitime de part la visualisation des couches métiersintégrants l’homme, les données et les moyens, il a rapidement mis en évidencecertaines faiblesses, contraintes et limitations.

Computer Integrated Manufacturing

Mécanismes d’échanges construits autour d’un transfert vertical de l’information

(N-1, N+1) ce qui nécessite une remise en forme de l’information à chaque

Interface (protocoles)

Evolution vers des architectures d’automatisme réparties et/ou distribuées

Capacité de traitement des composants

Transferts d’informationsProtocoles de communication

(Manufacturing Execution System)

Système d’information de l’atelier de productionMarché encore jeune, il doit encore se structurer

Outils d’exécution suivi et pilotage

Passerelle entre la planification (GPAO, ERP) et le contrôle commande

Deux mondes qui ne savent pas bien communiquer entre eux sinonqu’à travers des développements spécifiques, et de ressaisies manuelles, sources de pertes de temps et de risques d’erreurs.

Traduction : Système d’exécution des fabrications

Le domaine est celui de l’exécution, situé entre celui de la planification (ERP, PGI, GPAO) et le contrôle commande (Supervision et contrôle commande).

(Manufacturing Execution System)

(Manufacturing Execution System)

(Manufacturing Execution System)

Propose en exemple un modèle fonctionnel qui permet d’analyser les flux d’informations mis en jeu par le MES et leur traitement.

1 ProcessusPlanificationproduction Produits à réaliser

Par jouret par poste

BE

3Nomenclatures

GammesProduits nouveaux

Consignesindustrialisation

Logistique

2

Recommande

Piècesmanquantes

Appro.8

Commandeséléments

Maintenanceet Informatique

réseau

7

Demandescorrectives

Contrôlegestion

6

Taux rebutsQtés produites

Tps MO et machines

Qualité

5

Confomité

Relevés des contrôles

Méthodes

4

Fiches d’instructions produits

Contrôle production

0

L’ordonnancement détaillé Séquence des produits à fabriquer, la quantité et les attributscomme la date d’exécution .

Gestion des ressourcesPersonnel, équipements, matières premières, énergie.

Gestion des produitsGammes ou recettes de fabrication

Lancement des productionsManuel, par OF, automatique (plan de production), semi auto

L’exécution des productions Moteur d’exécution multiprocédé et d’allocation dynamique desressources.

Le suivi de productionPartie opératoire de la traçabilité des produits. Suivi durant la fabrication du produit et des éléments convergents (Tracking).

La traçabilité (services) Acquisition et historisation des données. Relation étroite avec lesuivi de production et l’analyse de production.

Le contrôle de la qualitéMise en œuvre des méthodes de contrôle systématiques oustatistiques (SPC,SQC par ex.).

L’analyse de la productionIndicateurs de qualité et de performance. Rapports dequantitatifs de production, taux de rendement globaux, par sousEnsembles.

Applicationspilotage

Applicationssurveillance

RH Clients

Achats Finance

Info

rmat

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pilo

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l

Ethernet se pose en médiateur afin de réduire la fracture entre le monde de l’informatique de gestion et celui de la production.

Ethernet devient un réseau fédérateur dès le niveau 2, on parle d’Ethernet atelier.

Le MES par ses fonctionnalités, s ’adosse nativement tant sur le plan du pilotage que de la supervision de l’atelier de production.

Ces systèmes sont souvent maîtrisés par leur propriétaire,difficilement maintenables et sont un verrou à la réorganisation desflux d’informations et à leur optimisation.

Chaque service à sa propre organisation et son propre système informatique annexe.

à mis en œuvre une solution d’analyse des causes de rebuts à l’aide d’un tableur, alimenté par le report des analyses faites sur le terrain au format papier.

à mis en œuvre une solution d’analyse des causes d’arrêts machines à l’aide d’une ou plusieurs bases de données locales,alimentées par saisies manuelles des opérateurs.

On se rend compte que la multiplicité des systèmes « maison » engendre uneperte de la maîtrise des systèmes informatiques en place, un partage desinformations difficiles, des corrélations de données de production impossibles.

Pas de remise en cause systématique de l’organisation de l’entreprise

Fournir des méthodes et des outils homogènes.

Mise en place globale des mécanismes de circulation des informations de la production

Quel est le fournisseur de la matière première relative à la commande X ?

Quel était l’état de ma mesure (température four, durée, vitesse) pendant la fabrication de la commande ?

Ou en est l’encours d’atelier ?

Quelle est la répartition de mes arrêts de production ?

Quelle est la durée d’arrêt de cette machine au cours du mois dernier ?

Quel réglage doit on effectuer sur le capteur Y ?…

Optimiser les processus et les ressources de production dans

un MES, c’est :

Mesurer avant d’agir ensuite sur les points critiques en mettant en place des indicateursliés au bilan matière, à la productivité en fonction des lots, aux arrêts machines.

Le MES permet de collecter en temps réel les données d’atelier et de fournir des tableauxde bord de pilotage de production. Ces indicateurs (TRS, MTBF, MTTR) permettent unevéritable gestion des actifs (assets management).

MTBF Mean Time Between Failure

Temps moyen écoulé entre deux pannes

MTTRMean Time To repaire

Temps moyen mis pour réparer un système en panne

MTBEMean Time Between Errors

Temps moyen entre deux erreurs

MTTFMean Time To Failure

Temps moyen que met un système pour tomber en panne

Optimiser les processus et les ressources de production dans un

MES, c’est :

C’est repenser les processus de production

Pouvoir modéliser le savoir faire dans des processus, en assurer la traçabilité d’exécution et la mesure de performance est un atout majeur.

Le MES est l’occasion de modéliser et repenser les processus de production.

Il permet de mettre en place des outils d’amélioration des performences

Le MES permet de préparer les données et de les transmettre à l’ERP et rendreautomatique la mise à disposition des résultats des sites de production pour lesystème de gestion.

Optimiser les processus et les ressources de production dans un

MES, c’est :

En se dotant d’outils d’aide à la décision dynamiques

Réactivité, diminution des saisies dans l’ERP, minimisation des taches d’administration des opérateurs

Sauvegarder les savoir-faire

Par la modélisation des processus de production(outils de gestion des gammes,

mémorisation, rejout des scénarios…)

Optimiser les processus et les ressources de production dans un

MES, c’est :

Optimiser les processus et les ressources de production dans un

MES, c’est :

Premier filtre : Industries de process avec cycles de production

continus et/ou batch ? Industries manufacturières ?

Dans le premier cas , les éléments essentiels seront :le module d’historisation de données de production permettant de conserver sur une longue période (au delà de 2 ans) les principales données permettant de caractériser son process de production. Le module de traçabilité permettant de gérer une production par batchs ou lots defabrication.

Dans le domaine manufacturier, on parle plutôt de séries. Les éléments déterminant sontLa taille des séries La maîtrise des flux de produits et des encours (Outils de modélisation des flux norme ISA 95)

Quelle solution MES choisir ?

Deuxième filtre : Taille de l’entreprise (budget potentiel)

Rapide et ciblée ?Problème ponctuel sur une nouvelle ligne, Pilotage du flux tiré dans l’atelier

Ou

Réflexion plus globale pour le long terme élargie aux différents acteurs : production,méthodes, qualité, maintenance ?

La taille des séries La maîtrise des flux de produits et des encours (Outils de modélisation des flux normeISA 95)

Quelle solution MES choisir ?

Troisième filtre : Type de partenariat

• Compétences externes de conseil, formation et d’intégration ?

Ou

• Gestion de projet interne ?

Dans tous les cas, il faut adopter une démarche projet rigoureuse avant de s’engager dans le choix d’une offre MES :

Analyse de besoinsConsultation des fournisseursÉtablissement de la grille d’évaluation des offresBenchmarking industriels

Encore faut-il que ces possibilités n’aient pas été " verrouillées " lors de la conception du système, en isolant des sous-ensembles physiques (ateliers, lignes de production …), ou fonctionnels (contrôle de process, traçabilité, analyse de performance, …),les mettant dans l’incapacité de dialoguer efficacement.

Il est aujourd’hui avéré que les véritables gains liés à la mise en place du MES viennent de la réactivité d’ensemble du système.

Cette réactivité permettra par exemple, de passer rapidement d’un produit à un autre sur une même ligne de fabrication, tout en conservant une traçabilité parfaite des lotsfabriqués.

Ou encore, elle permettra de réagir instantanément à l’indisponibilité d’une ressource (équipement, équipe de travail), en réaffectant les fabrications sur d’autres ateliers en recalculant les performances attendues et réelles dans le nouvelle configuration de production.

En résumé, même si la mise en place du système MES peut se faire par étapes pour une meilleure adéquationbudgétaire, le retour sur investissement sera d’autant plus concret que son approche aura été faite globalement.

Avec une démarche s’appuyant sur une modélisation opérationnelle des installation, la mise en place d’un outil de MES et son déploiement deviennent claires et rapides.

Elle ne fait appel à aucune phase de développement informatique lourd, mais à un paramétrage proche du process de l’industriel, donc facile à maîtriser.

La mise en place des pilotes peut être cadré en moins de trois mois et le déploiement complet dans une période de deux à quatre mois, suivant que l’on envisage ou non un déploiement multisite.

Les travaux sur la S95 ont été menés par l’ISA (Instrumentation, Systems & Automation Committee) sur la base des fonctionnalités du MES déjà identifiées par le MESA. (Il s’agit du 95ième projet traité par ce comité, et par coïncidence les travaux ont débuté en 1995).

Normalisée par l’ANSI (American National Standards Institute), et rassemblant un formidable travail d’analyse fine des process industriels et de leur traduction dans le MES, la S95 constitue aujourd’hui une référence reconnue par l’ensemble des acteurs du domaine du MES.

La norme S95 s’attache à la formalisation des échanges autour du système de production

vers les autres domaines de l’entreprise.

Conçue pour s’appliquer à tous les types de production, elle n’impose pas de modèle d’organisation de l’entreprise, ni d’architecture du système de production.

Elle suggère toutefois un modèle physique de l’entreprise extrapolé à partir de la norme S88 et une définition des fonctions et des flux d’informations basée sur le modèle PRM (Purdue University Reference Model) publié par l’ISA.