Titre artcile les 5 problèmes classiques

5 problèmes classiques d'ordonnancement industriel

L’objectif de l’ordonnancement** (Scheduling en anglais) en gestion de production est de programmer dans le temps l'exécution et la réalisation de tâches successives. Cette méthode attribue des ressources aux différentes tâches, en fixant leurs dates d'exécution tout en respectant les contraintes données.

Dans l’industrie, il peut y avoir des problèmes classiques d’ordonnancement, ceux-ci peuvent être liés aux :

  • Tâches ;
  • Contraintes potentielles ;
  • Ressources ;
  • Fonctions économiques.

Les tâches restent le dénominateur commun des problèmes d'ordonnancement.

Prenons l’exemple de la construction d'un immeuble. On pourra, par appartement, soit considérer une tâche menuiserie, soit des tâches : pose de la porte d'entrée, pose d'une fenêtre, pose d’un placard...

Ces tâches peuvent être liées à des contraintes :

  • Techniques : technologie des machines, contraintes d’enchaînement et de successions ;
  • Temporelle : la tâche doit être achevée à une date précise ou au contraire ne pas commencer avant une date certaine ;
  • De capacité : ces tâches requièrent certaines ressources pour être exécutées (les tâches peuvent être allouées à des machines, utiliser de la main-d’œuvre, devoir être financées ou de disposer de certaines matières, etc.).

Ces différentes ressources incluent des contraintes « disjonctives » et des contraintes « cumulatives » :

  • Une contrainte est dite disjonctive quand deux tâches utilisent une même machine et ne pourront pas s'exécuter simultanément ;
  • Une contrainte dite « cumulative » est une généralisation des contraintes disjonctives. Les ressources sont inférieures au besoin et il faudra donc prioriser selon l’objectif stratégique, à savoir :
    • Optimisation des coûts ;
    • Minimisation de la durée totale ;
    • Respect des délais ;
    • Disponibilité de la main-d’œuvre ;

Plusieurs critères sont à prendre en compte pour répondre aux différentes contraintes liées à l’ordonnancement. Voyons ensemble quels sont les 5 problèmes d’ordonnancement les plus fréquents dans l’industrie.

1. Les changements d'outillages sur les lignes de fabrication

Les contraintes présentes sur une ligne de fabrication sont nombreuses et elles sont notamment temporelles quand il s’agit de modifier la programmation de la machine ou l’outil/matière nécessaire à la fabrication du produit.

Prenons l’exemple classique des cabines de peinture :

Dans un atelier, lors d’une procédure de mise en peinture, l’objectif est de regrouper un batch de pièces à fabriquer de la même couleur. Il faut savoir que les temps de nettoyage des cabines de peinture sont souvent longs et fastidieux. En effet, la modification de la peinture implique le nettoyage des buses ainsi que des cabines. Il est donc plus stratégique de chercher à minimiser le nombre de changement de couleur, en regroupant la fabrication et en organisant une tâche commune, on gagne du temps mais on limite aussi les pertes matières.

Plusieurs facteurs peuvent être pris en compte dans l’ordonnancement, par exemple dans le secteur de l’usinage ou dans le textile on peut ordonnancer sur plusieurs critères :

  • Par famille de produit ;
  • Par sous-famille de produit : le temps de réglage de la machine peut être variable entre deux lots.

Pour imager, si on prend l’exemple du textile, par famille cela pourrait être sur des pantalons, des tee-shirts ou encore des robes mais on peut aussi ordonnancer en sous-famille sur un type de point de couture puis sur une couleur de fil.

Le but ici est de limiter un maximum ces changements d’outils en regroupant ou en catégorisant les étapes de fabrication pour réduire ces temps de réglage pour optimiser la productivité dans l’industrie.

2. l'équilibrage des lignes de production

Dans l’industrie, il y a toujours un temps de mise en place des ressources à prendre en compte. L’équilibrage des lignes de production en fait partie.

En effet, sur une ligne de fabrication, chaque OF (Ordre de Fabrication) n’a pas forcément le même temps de fabrication sur chaque étape de la ligne.

Par exemple dans le véhicule utilitaire, l’équipement de la porte latéral donne un temps de référence à un poste. Si on passe un véhicule avec deux portes latérales, le temps au poste est multiplié par deux. C’est pourquoi, enchaîner le passage de plusieurs véhicules à 2 portes latérales va venir perturber la chaîne et la déséquilibrer.

On peut observer la même situation sur une chaîne de moteur, ceux-ci peuvent faire de 2, 4 à 6 cylindres. Les différents types de moteurs ne prennent pas le même temps sur la centaine de poste que peut comporter l’assemblage. Toute la complexité de la tâche est alors d’avoir un équilibrage sur l’ensemble des postes, dans notre exemple ici, la centaine.

Ce problème peut encore être complexifié avec l’ajout de plusieurs lignes qui ont des postes plus ou moins équivalents. Dans ce cas, il faudra choisir sur quelles lignes l’OF va rentrer et si on accepte d’effectuer des sauts de puce ponctuelle entre les postes de plusieurs lignes.

Dans les problèmes d’équilibrage on peut avoir en parallèle des « splits » d’ordre de fabrication sur plusieurs machines afin de tenir la date de livraison client.

Pour bien comprendre, un ordre de fabrication peut être subdivisé en plusieurs sous ordres, c’est ce qu’on appelle le « Splitting ». On peut faire cette division même après avoir commencé le travail sur l'OF, donc à partir d'une certaine tâche.

Il y a deux raisons principales pour souhaiter splitter un OF :

  • Soit une partie des pièces commandées n'est pas nécessaire dans l'immédiat on stoppera donc un des OF splittés pour effectuer le travail sur l'OF urgent ;
  • Soit pour des questions de fluidité du flux de production, on étalera la fabrication en lots plus petits, ce qui permet ainsi un meilleur suivi des produits en-cours.

3. Tenir les délais sur des séries de fabrication longues

La gestion de la production constitue l’une des activités les plus importantes dans le management de la chaîne logistique. La réussite d’une activité économique dépend fortement d’une gestion efficace de la production, qui permet de satisfaire pleinement les besoins du marché tout en minimisant les coûts de gestion.

Lorsque les machines sont autonomes (sans besoin de surveillance humaine), on va principalement chercher à placer les OF longs la nuit ou le week-end pour maximiser la capacité des machines et ainsi augmenter le TRS (Taux de Rendement Synthétique).

C’est ce qu’on appelle de l’optimisation des longues séries.

4. Les problèmes dimensionnels 

Un des problèmes fréquents d’ordonnancement peut être d’ordre dimensionnel. En effet, chaque produit doit être optimisé pour éviter les rebuts, chutes et perte de matière.

On retrouve cela dans les premières étapes de fabrication des produits. L’objectif étant de minimiser les chutes, prenons par exemple :

  • Dans le luxe : les cuirs sont coupés le plus proche possible de la taille de la pièce ;
  • Dans le textile ou dans l’industrie du papier : on travaille sur le placement dimensionnel des rouleaux ;
  • Dans l’industrie : les découpes sont analysées et travaillées.

5. Les contraintes d'approvisionnement

Tout projet a son lot de surprise, l’approvisionnement des ressources nécessaires à la fabrication des produits est concerné. Cela peut se présenter sous forme de retards internes, problèmes de fabrication, délais fournisseurs, pénuries, sous-traitance d’OF… En complément, la crise de la Covid19 a généré des problématiques d’approvisionnement sans précédent : matière première, semi-conducteur, composants électroniques, etc.

Les chaînes de fabrication sont de plus en plus impactées et les logiciels d’ordonnancement doivent tenir compte de ces contraintes pour planifier et évaluer les risques à court et long terme. Ces impératifs obligent les responsables production à être très précis dans la planification de leur atelier et de piloter celui-ci de manière continue.

En conclusion

Formaliser un problème d'ordonnancement peut paraître facile d’un premier abord ; il est en général extrait d'une situation concrète, on envisage des tâches, des machines, des durées... L’objectif est de se rendre compte de tous ces problèmes en amont et de ne pas attendre qu’ils arrivent durant la fabrication. C’est un travail de recherche et d’analyse qui peut prendre du temps pour les différents acteurs de l’entreprise.

De plus certains problèmes peuvent se coupler, si on prend par exemple le cas d’une découpe d’une pièce par laser, il peut y avoir deux contraintes simultanées :

  • Un problème dimensionnel en minimisant les chutes ;
  • Éviter la modification des calibrages de la machine en minimisant les changements de matières ou d’épaisseurs de plaque, le but est d’essayer de découper une plaque en une seule fois.

Tout l’enjeu des responsables de production et des ordonnanceurs est de détecter l’ensemble des problèmes et contraintes possibles pour répondre aux objectifs de l’entreprise (OTD, commerciaux, économique…).

En limitant les potentielles erreurs et les contrôles manuels, l’entreprise peut davantage se consacrer à la stratégie et aux services clients.

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