Norme Afnor E60-182 : Indicateurs de performance

La norme Afnor E60-182 défini les indicateurs de productivité usuels. Le plus connu est le TRS (Taux de Rendement Synthétique) qui synthétise en 1 chiffre tous les aspects de votre productivité.

Tableau de répartition des temps d'état

Source Afnor : Norme E60-182

Définition des temps d'état

Le TRS indique l'état général de votre système. Pour savoir sur quoi agir en priorité, il est important de connaitre les causes de non-RS principales de votre installation. La norme décompose votre activité en temps standards, détaillés ci-dessous.

temps total t_T : temps de référence intégrant l’ensemble des états possibles du moyen. Pour une journée, le temps total est de 24 h ; pour une semaine, le temps total est de 168 h ; pour un an, le temps total est de 365 jours × 24 h, etc.

temps d’ouverture t_O : partie du temps total (tT) correspondant à l’amplitude des horaires de travail du moyen de production et incluant les temps d’arrêt de désengagement du moyen de production par exemple (nettoyage, sous charge, modification, essai, formation, réunion, pause, maintenance préventive,…)

temps requis tR : partie du temps d’ouverture (tO) pendant lequel l’utilisateur engage son moyen de production avec la volonté de produire comprenant les temps d’arrêt subis et programmés (par exemple pannes, changement de série, réglage, absence de personnel)

temps d’arrêt propre tAP : partie du temps requis (tR) correspondant au temps d’arrêt imputable au moyen de production.

temps de panne tP : partie du temps d’arrêt propre (tAP) dûe à un dysfonctionnement.

temps d’arrêt d’exploitation tAE : partie du temps d’arrêt propre (tAP) provoquée par l’utilisateur par exemple pour les arrêts de service dus à l’impossibilité du personnel de remplir sa fonction, à des problèmes de qualité,…

temps d’arrêt fonctionnels tAF : partie programmée du temps d’arrêt propre (tAP) qui peut se décomposer en :
    • tCOP : Temps de changement d’outil programmé
    • tRF : Temps de réglage fréquentiel
    • tDC : Temps de contrôle
    • tCF : Temps de changement de fabrication
    • tEF : Temps d’entretien fréquentiel

temps de micro arrêt tMA : partie du temps d’arrêt propre (tAP) constituée de temps d’arrêt difficilement mesurables dont le seuil est défini par l’entreprise

temps d’arrêt induit tAI : partie du temps requis (tR) correspondant au temps d’arrêt pendant lequel le moyen de production ne peut accomplir sa fonction pour des causes externes : défaut d’approvisionnement, saturation de pièces, manque de personnel, manque de ressources extérieures, défaut d’énergie.

temps de fonctionnement tF : partie du temps requis (tR) pendant lequel le moyen de production produit des pièces bonnes et mauvaises dans le respect ou non du temps de cycle de référence (tCR) et avec toutes ou parties des fonctions en service.

temps net tN : partie du temps de fonctionnement (tE) pendant lequel le moyen de production aurait produit des pièces bonnes et mauvaises, dans le respect du temps de cycle de référence (tCR)

temps utile tU : partie du temps net (tN) correspondant au temps non mesurable obtenu en multipliant le nombre de pièces bonnes par le temps de cycle de référence (tCR).

Tracer 500 000 produits par jour

Tracer unitairement les produits fabriqués devient une nécessité. Lorsqu'il s'agit de produits manufacturés, les quantités en jeu imposent une acquisition automatique. Dès lors, il s'agit de mettre en place une architecture d'acquisition suffisamment robuste pour ne pas engendrer d'arrêts de production.

Le constat

Il existe plusieurs solutions pour tracer des produits manufacturés. L'une des plus séduisante consiste à marquer les étuis avec des code-barres dès l'imprimerie, puis de relire ces codes sur les lignes de conditionnement. Les cadences de fabrication augmentant, se pose le problème d'automatiser la lecture des code-barres en pied de ligne. Les matériels de lecture actuels permettant de lire plus de 10 tags par seconde, la cadence de la ligne n'est pas un problème.

Mais, si la saisie est automatique et intégrée aux lignes de conditionnement, alors, la défaillance du système de traçabilité entrainera l'arrêt de la ligne. De plus, l'acquisition automatique entraine une perte de maitrise par rapport à une acquisition manuelle où chaque étuis est contrôlé.
C'est pourquoi nous avons été sollicité pour bâtir un système d'acquisition automatique à la fois fiable et robuste, s'appuyant en sur les nouvelles technologies informatiques et productiques qui puisse acquérir les codes-barres des produits et éditer les étiquettes de caisse correspondantes au fil de l'eau.

Le besoin

La demande de notre client intégrait les contraintes suivantes :

• taux de lecture de 100% : surveiller le taux de lecture en permanence pour alerter l'opérateur et bloquer la ligne en cas de dérive ;
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• liaisons avec les automatismes : le système doit bloquer la ligne en cas de défaillance de l'acquisition et s'assurer que tous les codes lus sont encaissés ;
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• Fiabilité maximale : continuer à produire et à enregistrer les codes-barres, même lorsque le serveur SQL central est hors service ;
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• Facilité d'utilisation : éviter toute double saisie aux opérateurs. Les opérateurs déclarent leurs productions dans l'ERP, l'application détecte les saisies dans l'ERP pour identifier les ordres de fabrications ;
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• Evolutivité : pouvoir développer en totale autonomie de nouvelles étiquettes, et de nouveaux produits, sans notre intervention ;
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L'action de Géniop

Après avoir étudié la demande de notre client, nous avons proposer une architecture technique susceptible d'intégrer tous les besoins. Nous nous sommes orienté vers un système d'acquisition associant un automate et un PC. L'automate a en charge l'acquisition temps réel des codes-barres et le dialogue avec les machines de production. Le PC, placé en pied de ligne, sert d'interface et de tampon entre l'automate et le serveur central. Selon les configurations, les imprimantes labels sont reliées aux PC, aux automates, ou connectées sur le réseau Ethernet usine.

Cette solution nous permet de garantir à la fois une très grande vitesse d'acquisition et une grande fiabilité. Chaque partie de l'application est isolée. Le programme automate est très simple : lecture des codes-barres et surveillance des encaisseuses. En cas de défaillance du serveur central, les données sont stockées localement jusqu'au redémarrage du serveur sur le PC local. Les opérateurs peuvent "forcer" un produit en pied de ligne au cas ou l'ERP ne serait pas accessible.

Les technologies utilisées favorisent l'ergonomie et l'évolutivité du système. L'interface opérateur est développée en .Net, en respectant l'ergonomie Windows XP. Les masques d'étiquette sont développés sous CodeSoft Designer, puis exportés via POF (génération de code source étiquette). Il suffit de dessiner pour développer une nouvelle étiquette.

Les résultats

Notre double compétence en informatique et en productique, nous a permis d'organiser une projet complexe en modules simples (et donc plus faciles à fiabiliser) en exploitant les atouts propres à chaque technologie : robustesse et rapidité pour l'automatisme, ergonomie et intégration dans le SI d'entreprise pour l'informatique.

Le délai de mise en service de l'application sur une ligne supplémentaire est de 4 heures, raccordement aux automatismes compris. Les mises à jour éventuelles sont déployées automatiquement, au fur et à mesure de leur mise en production.

La formation des opérateurs à cette nouvelle application, très intrusive sur les lignes de production, est quasi-immédiate. Le personnel retrouve dans l'interface développée, les standards d'ergonomie bureautique qu'il connait.

Aujourd'hui l'application est déployée sur 250 lignes de production. Elle enregistre environ 500 000 codes-barres et imprime 20 000 étiquettes par jour. La base de données centrale du site, SQL Serveur 2008 R2, comptabilise plus d'une année d'historique sans perte de performances.

Arbitrer entre productivité et sur-dosage

Les trieuses pondérales s'immiscent de plus en plus sur nos lignes de conditionnement agro-alimentaires. True Factory Suite peut être directement relié aux trieuses pondérales pour mettre sous surveillance à la fois le sur-dosage et le TRS en temps réel.

Le surdosage

Prenons un exemple. Lorsque vous devez ensacher des sacs d'1kg, vous êtes confronté à deux objectifs contradictoires :
- d'un coté, vous souhaitez ne pas mettre plus d'1kg par sac, sinon vous perdez de l'argent, car vous vendez à la pièce, pas au poids ;
- de l'autre, vous de pouvez pas ensacher moins d'1kg, sinon vous êtes hors la loi ;

Les machines d'ensachage, comme toutes les autres machines, ne sont pas parfaites. Le poids ensaché varie autour de la consigne selon une répartition de loi Normale. Dès lors, vous n'avez pas d'autre solution que de sur-doser pour garantir le respect de la contrainte réglementaire (voir schéma), tout en optimisant la capabilité de la doseuse pour réduire au maximum la dispersion autour du point de consigne (courbe rouge).

Le rôle de la trieuse pondérale

Au long de la production, l'ensacheuse se dérègle. La trieuse pondérale surveille en permanence les quantités ensachées. Elle éjecte les sachets non conforme, trop légers ou trop lourds par rapport aux tolérances qui ont été fixées. Les décalages dans les quantités ensachées sont sanctionnés par des éjections en augmentation au niveau de la trieuse pondérale, qui sont autant de pertes de productivité du point de vue du TRS (Taux de Rendement Synthétique).

Entre surdosage et productivité

Pour le conducteur de ligne, deux actions contradictoires viennent se télescoper :

• - soit il augmente la tolérance de la trieuse et le surdosage pour réduire le nombre d'éjections ;
• - soit il limite le surdosage au risque de multiplier les éjections et faire baisser le TRS de la ligne ;

Tout cela en optimisant le réglage de l'ensacheuse pour agir à la fois sur les deux tableaux, là encore, en faisant attention à ne pas trop faire baisser la disponibilité de la ligne.

L'action de Géniop

A la demande de notre client, nous sommes intervenus pour mettre en place un affichage et un reporting spécifiquement adapté à cette problématique.
Nous avons rapidement développé un dialogue ASCII série entre notre logiciel TPM True Factory Suite et les trieuses pondérales (Delford Sortaweigh) du site. Les trieuses remontent à True Factory suite en temps réel le nombre de sachets et les quantités ensachées.
Si après plusieurs secondes (fonction de la cadence de production), aucun nouveau sachet n'est passé sur la trieuse, True Factory Suite identifie un arrêt et demande aux opérateurs d'en indiquer la cause. Pour ce faire, ils disposent d'un PC en pied de ligne équipé de notre interface opérateur True Factory Touch.
Les temps d'arrêts, les quantités ensachées et les comptages sont enregistrés en temps réel dans une base de données SQL Server.

Les opérateurs suivent en permanence leurs performances sur des afficheurs grande taille reliés à True Factory Suite. Visibles depuis n'importe quel point de la ligne, le poids moyen ensaché et le TRS affichés sont calculés et actualisés toutes les minutes.

Les résultats

La mise en service a été très rapide. L'interface intuitive du poste opérateur True Factory Touch et de True Factory Suite facilite la formation et l'appropriation du système.
L'utilisation de TF Equation a permis de raccorder les trieuses sans aucune modification électrique des lignes. Les tableaux de bord et l'affichage, faciles à comprendre et très impliquant, ont été immédiatement acceptés et utilisés par les opérateurs.
Le retour sur investissement fut immédiat. Notre client a gagné en moyenne 1 gramme par sac ensaché dès le premier mois de fonctionnement.

Eliminer les micro-arrêts avec True Factory Mobile

Le constat

Les arrêts courts (les micro-arrêts) sont difficiles à mesurer. Les feuilles de saisie manuelle n'expliquent généralement que de 70% à 85% du temps d'arrêt réel* d'une ligne de conditionnement, même remplies avec minutie.

Peux-t-on améliorer sa productivité en restant flou sur une part importante de son activité ? Sans doute, mais il arrive un moment où les gains potentiels sur l'analyse de micro-arrêts supplantent ceux qui peuvent être fait sur les autres causes.

Pour notre client, déjà très engagé dans une démarche TPM (Total Productive Maintenance) rigoureuse, il était temps de s'attaquer aux micro-arrêts pour progresser encore.

Le besoin

L'instrumentation "lourde" des lignes de conditionnement pour piéger automatiquement les micro-arrêts était rapidement mise de coté. Le parc machine était trop divers et trop étendu pour qu'il soit possible de mettre en place une solution 100% générique, pour un coût raisonnable.

L'idée (le rêve) de notre client était de disposer d'un système d'audit TPM automatisé facile à installer (objectif: moins de 10mn pour la mise en service), facile à utiliser (interface intuitive, export des résultats vers Excel), connectable à tout les types de lignes de conditionnement (plusieurs milliers de référence avec des packaging très variables selon les produits), et capable d'expliquer 100% du temps d'arrêt, à la seconde près.

L'action de Géniop

True Factory Mobile était parfaitement adaptée au besoin. Le boitier d'acquisition WiFi et les connecteurs type jack permettent de mettre en œuvre le système très rapidement, sur tout type de ligne de conditionnement. L'interface tactile, très ergonomique, est très bien accueillie par les utilisateurs, qui en comprennent le fonctionnement sans même y avoir été formé.

L'architecture logicielle ouverte de True Factory Mobile et les compétences de Géniop en informatique ont permis de compléter la solution standard par des tableaux de bord métier spécifiques. Pour plus de simplicité, ces tableaux de bord ont été regroupés dans un classeur Excel 2003 qui est généré automatiquement par la solution, en fin d'audit.

Les résultats

True Factory Mobile a permis d'avoir une vision précise de l'impact des micro-arrêts.
La facilité d'installation et d'utilisation du système ont permis de diffuser la solution sur l'ensemble des sites de notre client, en France et à l'export. Les systèmes sont livrés "clef en main", prêt à être utilisés. L'assistance technique est assurée par Géniop en français et en anglais depuis la France.

Toutes les usines mesurent maintenant leur productivité avec les mêmes indicateurs. Les audits sont centralisés par la Direction Générale Technique du groupe pour établir des benchmarks.
Les bonnes pratiques sont détectées et dupliquées sur l'ensemble du groupe sur des critères totalement factuels.

Estimer le temps d'arrêt non qualifié

La première étape dans une démarche TPM (Total Productive Maintenance) est souvent de mettre en place des feuilles de saisie manuelle en pied de ligne. Comment s'assurer que le temps d'arrêt collecté soit bien représentatif de la réalité ?

Retour sur quelques bases...

Tout d'abord revenons un peu sur le fonctionnement d'une ligne de production.
Le fonctionnement optimal des équipements est perturbé par des interruptions. Si certaines sont "normales" : changements de production, changements de format, pauses, ..., d'autres correspondent à des incidents : pannes, attentes, ... Ces interruptions sont de durée très variable, allant de quelques secondes à plusieurs heures, sans compter les ralentissements.
La démarche TPM (Total Productive Maintenance) cherche à réduire au maximum les temps de non fonctionnement des installations. Pour cela, il est important de bien noter les causes d'arrêt de façon à focaliser en priorité les équipes sur les problèmes les plus importants.

Identifier le temps non qualifié

Pour identifier le temps non qualifié (ou le temps "surqualifié"), nous disposons de 2 informations.

• Le temps d'arrêt déclaré
• Le nombre de produits fabriqués

Nous pouvons déduire le temps théorique de production (temps Net selon la norme 60-182) à partir du nombre de pièce fabriquées sur la ligne, dès lors que nous connaissons la cadence de fabrication :

temps net = nb pièces / cadence théorique

Attention, il faut utiliser la cadence réelle de la machine menante de la ligne pour déterminer ce temps. Le temps gamme (temps de référence utilisé par l'ERP pour prévoir le délai nécessaire à la fabrication d'un ordre de fabrication donné) inclus une partie du temps d'arrêt de la ligne et ne peut pas être utilisé.
Nous pouvons, de l'autre, coté calculer le temps de fonctionnement en appliquant la formule :

temps de fonctionnement = temps requis - temps d'arrêt déclaré.

Sur la plupart des lignes de production, il y a peu de variation de cadence par rapport au standard (sauf surprises). Le temps non qualifie est alors grosso-modo :

temps non qualifié = temps de fonctionnement - temps net

Voila un excellent marqueur de la qualité des mesures effectuées en pied de ligne !

Que faire en cas d'écarts ?

Tout d'abord, notons qu'il est normal qu'il existe un écart ! Personnellement, je serais plus que sceptique confronté à une équipe, me transmettant chaque jour exactement le chiffre que j'attends. Certains arrêts sont très courts, d'autres particulièrement nombreux. Dès lors, noter de manière exhaustive tous les arrêts tient de la gageure.
D'expérience, les solutions papiers (batonnage - fiche Excel en pied de ligne) suivi avec sérieux vont rarement au-delà des 95% de précision. Si vous êtes en-dessous de 90%, il y sans doute une action à mener. Vos chantiers TPM auront du mal à décoller tant que ce problème n’aura pas été réglé.
Pour le reste, la solution est de mettre en place un système de suivi automatisé des arrêts. En tant d'éditeur de True Factory Suite, vous pouvez mettre en doute mon impartialité... Les résultats sont cependant spectaculaires.                      

Agro-alimentaire : identifier les pertes en ligne pour les éliminer

Dans le secteur agro-alimentaire, les pertes en ligne représentent une perte de productivité (et de revenu) que l'on souhaite toujours réduire. Mais, pour les éliminer, encore faut-il être capable de les identifier !

Le constat

Notre client calculait précisément ses pertes à partir des statistiques d'achats et de ventes. Il constatait que ses pertes ne diminuaient plus. L'information diffusée chaque mois sur le tableau de bord par le contrôle de gestion n'était plus une alerte suffisante pour progresser.

Il fallait une mesure précise, faite en continue sur le terrain, pour identifier les causes des pertes et impliquer davantage les équipes sur le sujet.

Le besoin

Pourquoi, ne pas simplement compter les poubelles à la fin de chaque poste ? Pourquoi ne pas relever les compteurs de fonctionnement des machines. Le management de l'usine envisagea toutes les possibiltés pour résoudre ce problème. Mais, il apparut rapidement que seul une mesure automatisée était succeptible de fournir la solution.

L'idée fut donc de mettre en place des compteurs automatiques au long des lignes de conditionnement pour mesurer les pertes en continue, en s'appuyant sur les automatismes existants.

L'action de Géniop

Géniop travaille exclusivement pour l'industrie, dans tous les secteurs manufacturiers. L'amélioration de la productivité est au cœur de nos préoccupations.

True Factory Suite était parfaitement adaptée aux besoins. Le module d'acquisition OPC a permis de connecter très rapidement le logiciel aux huit lignes de production, toutes pilotées par des automates Télémécanique série 7 en réseau FIP. Les automates ont été raccordés à un automate Premium, servant de passerelle Ethernet vers l'informatique.

Les compteurs sont suivis en temps réel dans la base de données SQL Serveur de True Factory Suite, échantillonnés à la seconde.

Les données collectées sont présentées sous forme de tableaux de bord Excel, intégrés à des pages web du site d'analyse de True Factory Suite. Un des tableaux est consulté en fin de poste par les équipes pour connaitre leur taux de perte. Les autres sont utilisés par l'encadrement pour mesurer les progrès dans la durée et animer les actions terrains.

Les résultats

La mise en service a été très rapide. L'utilisation d'OPC a permis de raccorder tous les signaux nécessaire sans aucune modification électrique des lignes. Les tableaux de bord sont bien acceptés par les opérateurs. Ils leur ont permis de cibler les pertes et donc de les réduire de 30% supplémentaires en 3 mois. Le RIO du projet est inférieur à 12 mois.

Pourquoi mettre en place un logiciel TPM ?

Les progrès spectaculaires qu'elle amène font de la TPM une méthode aujourd’hui très prisée. Hors du secteur automobile, sa mise en œuvre n'est toutefois pas toujours simple. L'appuie d'un logiciel TPM permet de déjouer les pièges qui font échouer la démarche une fois les discours et les enthousiasmes des débuts épuisés.

Notre offre

la collecte des données de production : « Tu veux que je produise plus ? Alors arrête de me faire remplir des papiers qui ne servent à rien, j’aurai du temps pour produire ». Pour être pertinente, la collecte des données doit être exhaustive et précise, ce qui impose une charge de travail administrative supplémentaire aux opérateurs et aux maitrises. Dépassés par l’ampleur du chantier, le risque est de voir les équipes se démobiliser avant même l’apparition des premiers gains ;

la réactivité : « Ah oui, ce problème là ! Mais c’est du passé. Maintenant ça marche… ». Pour être efficace, la démarche TPM doit être alimentée quotidiennement. A partir des données collectées, il s’agit de calculer les indicateurs et produire des analyses pour établir des plans d’action. Si la boucle d’acquisition est trop longue, les plans d’action mis en place sont déphasés et difficile à piloter ;

l’acuité des analyses : « Je ne suis pas d’accord ! ». Tant qu’il existe un doute sur les données et les analyses, aucun plan d’action mobilisateur ne peut être mis en œuvre. L’équipe TPM doit trouver sa voix, entre des exigences de précision trop fortes, difficiles à tenir pour les opérateurs, et un laxisme préjudiciable aux analyses.

la diffusion et le partage des informations : « Je ne savais pas que c’était important ! ». L’équipe TPM diffuse en permanence des informations de productivité pour alimenter la réflexion et maintenir la mobilisation. La charge de travail « non productive » peut être perçue comme pénalisante.

Notre offre

True Factory Suite élimine tous les écueils inhérents à la mise en place du TPM dans une entreprise. True Factory Suite collecte automatiquement les données de production, stocke les informations collectée dans une base de données, et établi, en temps réel, des rapports de productivité fiables et faciles à analyser, consultables à distance. L'interface web de True Factory Suite facilite le partage et l'échange d'informations TPM dans l'entreprise.

Géniop est lauréate du concours de création d’entreprise innovante du ministère de la recherche 2001 et détectrice du grand prix de l’innovation Automation/Optimation 2001.