BERRAIDA Riyad
MUNOZ Berenice
SAHAF Kenza
E3-2006/07
Recherche Opérationnelle
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Optimisation de la production d'une ligne de production de l'entreprise XXX

Plan

  1. Description du problème et analyse de l'état actuel
  2. Formalisation du problème
  3. Examen d'une ou de plusieurs méthodes de résolution
  4. Résoluttion d'un sous problème
  5. Conclusion

I. Description du problème et analyse de l'état actuel

Une installation est composée de 30 stations organisées au tour d'un robot d'injection, chaque station peut contenir un seul moule à la fois ; En fonction des moules disponibles, la cadence des empreintes, la disponibilité des opérateurs, et la demande client ,nous cherchons à reconfigurer cette ligne de production dans le but d'optimiser la production du produit finis en satisfaisant la demande client.

I.1 - Description de l'opération de moulage

La ligne de production est constituée de 30 emplacements pour les moules, positionnés en cercle au tour du Robot le dessin ci dessous un schéma simplifié qui montre le principe de fonctionnement de l'installation.

robot2.jpg

Une fois le départ cycle validé le robot se déplace vers le moule, puis il coule une formulation chimique à base de polyuréthane (une formulation spécifique pour chaque type de moule), le robot revient à sa position initiale et le couvercle du moule se ferme. Après un temps spécifique de polymérisation " expansion de la mousse " le moule s'ouvre, en suite l'opérateur intervient pour démouler la pièce,la poser sur la table de mûrissement et en fin préparer une nouvelle coiffe. Pendant le temps de primarisation,l'opérateur contrôle la pièce précédente sur la table de finition.

I.2 - Données descriptives utiles

L'entreprise XXX dispose de 30 stations installées au tour d'un robot d'injection, chaque station peut contenir un seul moule à la fois, et une empreinte, au total il ya 8 empreintes de références différentes. Chaque empreinte est caractérisée par un outillage, une cadence et par une demande client.

Le travail dans cet usine de l'entreprise XXX se fait par trois équipes de 30 opérateurs et chaque opérateur est formé pour travailler sur une empreinte. Le nombre d'heure effectif de travail journalier est de 20.5 heures. Les tableaux ci-dessous décrivent les ressources et les demandes.

Tab. 1
Empreinte
Nbre d'opérateurs formés dans l'équipe 1
Nbre d'opérateurs formés dans l'équipe 2
Nbre d'opérateurs formés dans l'équipe 3
DAR 1/3
7
13
6
DAR 2/3
7
13
6
CAR 1/3
8
8
13
CAR 2/3
8
8
13
DAV G
6
8
13
DAV D
6
8
13
CAV G
12
6
4
CAV D
12
6
4
TOTAL
66
70
70

Tab. 2
Empreinte
Nbre de moule disponible
Cadence par heure
Demande moyenne des clients par journée
DAR 1/3
8
14
2013
DAR 2/3
5
13
1682
CAR 1/3
9
8
557
CAR 2/3
7
7
682
DAV G
10
15
675
DAV D
10
15
427
CAV G
12
12
1078
CAV D
12
12
489

D'après les tableaux 1 et 2, on remarque que le nombre maximum des empreintes est limité par le nombre maximum des opérateurs et vis vers ça, par exemple pour l'empreinte DAR 1 /3, on a 8 moules disponibles et pour l'équipe 2 il y a 13 opérateurs formés à travailler sur cette empreinte, c'est à dire qu'il reste 5 opérateurs dans l'équipe 2 sans aucune tâche à faire.

I.3 - Méthode actuelle de travail dans l'usine

Actuellement cet usine de l'entreprise XXX travaille avec la méthode d'ordonnancement suivante :

A chaque début d'équipe,le superviseur analyse les retards et l'état du stock interne sur la GPAO pour définir les références en risque de rupture de stock chez le client final "YYY", puis il établie un plan de chaîne " nombre de moule de chaque empreinte à monter sur la ligne". ce plan de chaîne tient en compte :
* Le nombre de moules disponibles pour chaque empreinte.
* La commande journalière du client, pour éviter d'augmenter le stock interne.
* La grille de polyvalence de son équipe.

II. Formalisation du problème

D'après les données des ressources et la cadence de travail, on a essayé d'extraire le nombre de moules maximal travaillé, qui représente le minimum entre le nombre de moule disponible pour l'enpreinte et le nombre des opérateurs formés sur cette dernière. Le tableau 3 représente le nombre maximal des moules qui peuvent être travaillés par chaque équipe.


Tab. 3 : Nombre maximal de moules pouvant être travaillés par chaque équipe
Empreinte
Max des moules qu'on peut travailler dans l'équipe 1
Max des moules qu'on peut travailler dans l'équipe 2
Max des moules qu'on peut travailler dans l'équipe 3
Nbre de moule disponible
DAR 1/3
7
8
6
8
DAR 2/3
5
5
5
5
CAR 1/3
8
8
9
9
CAR 2/3
7
7
7
7
DAV G
6
8
10
10
DAV D
6
8
10
10
CAV G
12
6
4
12
CAV D
12
6
4
12

On remarque que le nombre maximum des moules à travailler pour chaque équipe est différent au nombre des moules disponibles, par exemple : Pour l'empreinte CAV D, le nombre maximum des moules qu'on peut travailler pour l'équipe 1 c'est 12, pour l'équipe 2 c'est 6 et pour l'équipe 3 c'est 4, ce qui montre la sous utilisation du matériel disponible et le déséquilibre dans le travail des équipes.

A partir des données du tableau 2 et les données sur la cadence et le nombre journalier des heures travaillées, on a calculé la capacité de production maximale journalière. Le Tab. 4 résume le calcul de la capacité maximale journalière par empreinte.

Tab. 4 : Calcul de la capacité maximale journalière par empreinte
Empreinte
Capacité Max journalière fabriquée
Demande journélière des clients
Stock restant
DAR 1/3
2156
2013
143
DAR 2/3
1365
1682
-317
CAR 1/3
616
557
59
CAR 2/3
735
682
53
DAV G
735
675
60
DAV D
525
427
98
CAV G
1167
1074
102
CAV D
504
489
15

A partir du Tab. 4 , on peut extraire les informations suivantes :

En conclusion, cette méthode de travail mène à une rupture ou une augmentation de stock. De plus l'ordonnancement de la ligne n'est pas prévue dans la définition de fonction Groupe des superviseur. Donc, pour pallier à ce problème une étude de recherche opérationnelle est nécessaire afin d'aboutir à la mise en place d'un outil permettant un ordonnancement journalier automatique en prenant compte de toutes ces contraintes. Voire aussi qu'une étude de Recherche Opérationnelle peut aboutir à d'autres scénarios de production (utilisation de stock sur une ou plusieurs empreintes......), et une solution optimale afin de satisfaire le client.

III. Examen d'une ou de plusieurs méthodes de résolution

Pour la résolution de ce problème on propose deux méthodes :

III.1 - Extraction des contraintes

Afin de pouvoir résoudre le problème d'optimisation de la production en obéissant au contraintes de disponibilité des moules et opérateurs ainsi que la satisfaction de la demande clientèle, nous allons extraire les contraintes pour pouvoir résoudre ce problème en utilisant la recherche opérationnelle.

Nous allons utiliser les abréviations suivantes :

Notre but est de trouver une solution pour que :



équation.jpg


équa

III.2 - Proposition de résolution mathématique

Soit Nij le nombre de l'empreinte de référence i travaillée par l'équipe j.

On prend i=1 pour l'empreinte DAR 1/3
i=2 pour l'empreinte DAR 2/3
i=3 pour l'empreinte CAR 1/3
i=4 pour l'empreinte CAR 1/3
i=5 pour l'empreinte DAV G
i=6 pour l'empreinte DAV D
i=7 pour l'empreinte CAV G
i=8 pour l'empreinte CAV D

methode_math

La fonction économique Z à minimiser sera la somme des stocks de toutes les références i des empreintes.

fonction


A l'aide du solveur sur Excel on a essayé d'appliquer ces contraintes de manière à minimiser la fonction économique Z.On obtient ainsi la solution suivante :

Empreinte
Nbre de moules par l'équipe 1
Capacité de production de l'équipe 1
Demande client par équipe
DAR 1/3
7
669,666
671
DAR 2/3
5
444,16
516
CAR 1/3
0
0
168
CAR 2/3
0
0
228
DAV G
0
0
225
DAV D
1
102,5
143
CAV G
12
984
358
CAV D
5
410
163
TOTAL
30
Empreinte
Nbre de moules par l'équipe 2
Capacité de production de l'équipe 2
Demande client par équipe
DAR 1/3
8
765,333333
671
DAR 2/3
5
444,16666
516
CAR 1/3
8
437,333333
168
CAR 2/3
7
334,83333
228
DAV G
2
205
225
DAV D
0
0
143
CAV G
0
0
358
CAV D
0
0
163
TOTAL
30
Empreinte
Nbre de moules par l'équipe 3
Capacité de production de l'équipe 3
Demande client par équipe
DAR 1/3
6
574
671
DAR 2/3
5
444,166667
516
CAR 1/3
2
109,333
168
CAR 2/3
7
334,3333
228
DAV G
5
512,5
225
DAV D
4
410
143
CAV G
1
82
358
CAV D
0
0
163
TOTAL
30


Empreinte
Production total journalière
Demande client journalière
DAR 1/3
2009
2013
DAR 2/3
1332,5
1683
CAR 1/3
546,66666666
558
CAR 2/3
669,999
684
DAV G
717,5
675
DAV D
512
429
CAV G
1066
1074
CAV D
410
489

On remarque que malgré l'utilisation de cette méthode de résolution, on a toujours le problème de la non satisfaction de la demande clientèle; Cela est du fait que d'une part cette méthode de résolution limite d'autres solutions possibles, et d'autres part il est indispensable de réorganiser la méthode de travail dans l'usine: comme par exemple l'équilibrage du nombre des opérateurs formés pour tous les équipes.

V. Conclusion

En guise de conclusion,il n'est pas sans intérêt d'affirmer que la reconfiguration de ligne de production a de nombreuses conséquences et répercussions,et que sa mise en place va permettre à la société XXX d'optimiser sa ligne de production et ça serra une vraie optimisation au niveau de l'entreprise car il permet :

Finalement il est necessaire de savoir qu'un tel projet d'optimisation ne se réalisera pas tout seul, mais il exige la contribution de l'ensemble de l'entreprise tant au niveau financier qu'au niveau humain.