MÉTHODOLOGIE AEBRP DE SÉLECTION D’ANTI-ERREURS

Mise en situation

Deux des principales transformations des dernières décennies dans le secteur automobile sont: la production en modèle mixte et l’agilité manufacturière1. La production mixte permet de stabiliser davantage les opérations manufacturières et de se rapprocher ainsi de la demande de la clientèle par une certaine flexibilité. Par conséquent, les groupes de génie industriel et de développement doivent ajuster leurs pratiques en fonction des contraintes additionnelles que peut engendrer ce récent mode manufacturier. Dans les faits, l’alternance des modèles où les concepts des composants, sous-assemblages ou modules ne sont pas nécessairement standardisés peut augmenter considérablement le risque d’erreur. C’est pourquoi une approche différente doit être adoptée pour l’ingénierie des nouvelles plateformes et pour la conception de l’outillage pour assembler les véhicules Parallèlement, la tendance actuelle dans la conception de véhicules automobiles s’oriente vers une flexibilité croissante, comme présenté en Figure 1.1, ce qui constitue en soit un atout pour devenir plus agile en tant que fabricant.

Le terme «Mass Customization» désigne la capacité d’une entreprise à réaliser plus de variété à grand volume tout en maintenant des coûts bas et des livraisons rapides. La modularité est donc une approche de plus en plus adoptée dans l’industrie et est utilisée à différents niveaux. Ceci consiste principalement à décomposer des systèmes complexes tout en gardant en perspective le potentiel d’interchangeabilité pour les différents modèles. La modularité a un impact bénéfique du point de vue de l’agilité. Par contre, elle n’écarte pas les risques d’erreurs à l’assemblage. BRP est une compagnie qui conçoit, développe et assemble des produits d’une très grande variété. Les produits assemblés à Valcourt au Québec sont les suivants; motomarine Sea- Doo®, motoneige Ski-Doo®, véhicules tout-terrains Can-Am® et roadster Can-Am Spyder®. Prenant le virage d’une production par lot vers une production en modèle mixte et entamant ses activités vers une optimisation de l’agilité manufacturière, la compagnie a donc un vif intérêt pour le présent projet. Nous proposons d’utiliser des études de cas, directement tirées de conceptions propres à BRP pour valider la méthodologie conçue dans le cadre de cette recherche.

Hypothèses et limites du projet

Cette recherche couvre un sujet dont la quantité d’entrants est énorme et peuvent nuire à notre méthodologie de recherche. A priori, nous voulons étudier l’incidence de l’introduction des anti-erreurs dans le processus de conception et d’assemblage. Pour bien établir les frontières du projet, quelques hypothèses de travail ont été retenues. Premièrement, la méthodologie se limite à la conception de composants en vue d’un assemblage. Le degré de difficulté pour fabriquer les composants est exclu du présent mémoire. Deuxièmement, les impacts de design pouvant générer une défaillance due à une faiblesse de composant ne sont pas considérés. Seules les conceptions engendrant des risques d’erreurs à l’assemblage sont mises à l’avant-plan à des fins d’élaboration et de validation de la méthodologie. Troisièmement, le niveau de modularité pouvant avoir un impact considérable sur la complexité de l’assemblage, ce domaine est très vaste et peut compliquer considérablement le processus de comparaison qui est à l’étude. Nous excluons donc ce facteur dans ce mémoire. De plus, le facteur d’efficacité d’une inspection étant très dépendant de l’opérateur, la méthodologie du mémoire exclut cette option. Vu la variété des produits BRP ainsi que la diversité des équipes de mise en production et de développement de produits, nous prenons pour hypothèse que les procédures d’assemblage sont respectées et que les méthodes de conception sont standardisées entre les produits. Les composants sélectionnés pour validation sont des assemblages représentatifs du roadster Spyder® mais constituent en soi des applications typiques pour les autres produits.

Pratiques existantes favorisant l’anti-erreur lors de la conception Intégrer l’anti-erreur dans la conception du composant est de loin l’approche la plus efficiente pour éviter les erreurs lors de la fabrication ou de l’assemblage. Nous pouvons identifier deux(2) applications pour atteindre le but escompté: la standardisation et l’intégration d’antierreur à la conception. La première étant la standardisation du composant sur l’ensemble des modèles, celle-ci doit être priorisée par le concepteur, puisqu’elle permet non seulement d’éviter les erreurs à l’étape manufacturière, mais elle a aussi un impact positif sur le coût du composant et l’agilité manufacturière. Cependant, des requis fonctionnels ou dimensionnels différents dus à la variété des produits écartent souvent cette possibilité. Le concepteur se doit alors de choisir la seconde option qui est d’étudier des designs potentiels intégrant les anti-erreurs. Ce processus doit être entrepris conjointement avec l’ingénieur manufacturier, car une bonne compréhension des étapes d’assemblage est requise pour assurer la prévention d’erreur à une certitude se rapprochant de cent pour cent (100%). La conception d’un véhicule étant vaste et diversifiée, plusieurs outils sont utilisés. Les trois premières sections de ce chapitre portent sur le FMEA et le DFA. Le FMEA permet de cibler les composants à prioriser et le DFA a pour fonction primaire de simplifier les concepts considérant les étapes d’assemblage. Pour terminer la section 2.3, des exemples d’intégration d’anti-erreurs dans la conception y sont présentés.

Application # 5 : branchement électrique

La cinquième application sur laquelle la méthodologie est appliquée consiste en une application de branchement électrique étant aussi très commune dans l’assemblage de véhicule. Il existe des milliers de types de connecteurs et la sélection de ceux-ci devient très importante pour un concept robuste et une exemption d’erreurs à l’assemblage. Les caractéristiques que les équipes de génie industriel et de développement doivent éviter sont les suivantes : mauvais accès lors du branchement, connecteur difficile à brancher ou sans barrure, connecteur inversable et connecteur qu’on peut brancher dans le mauvais réceptacle. Sans s’arrêter sur un connecteur spécifique, l’analyse suivante porte sur un connecteur qui peut être difficile à brancher soit par un mauvais accès ou par une force excessive requise. Il est observable dans ce cas que les trois (3) options améliorent l’efficacité et le coût global. Sachant que la robustesse de l’application du branchement électrique dépend du connecteur, de son accès et de la séquence d’assemblage, nous prenons ici pour hypothèse que le connecteur initial est très difficile à brancher. L

’option #1 envisagée serait de remplacer celui-ci par une option alternative sans coût additionnel (nouveau connecteur du même coût que le connecteur initial). Du point de vue efficacité, celle-ci est la plus intéressante car elle est en ligne avec le principe Jidoka et a pour effet de minimiser la turbulence en usine. Ce qui est un atout pour favoriser la qualité du véhicule assemblé. Il est à noter que parfois, plus d’une option sont applicables et équivalentes. Il est suggéré à ce moment de se conformer aux pratiques les plus standards du produit et de l’usine. Encore une fois, mode de détection étant le banc de test électrique peut permettre de capturer un mauvais branchement. Cependant, cette détection en aval du procédé a l’effet néfaste que l’initiateur de l’erreur risque de ne jamais en être informé. Ce qui peut engendrer des occurrences répétitives.

CONCLUSION GÉNÉRALE

La conception des véhicules motorisés et des outillages requis pour les assembler existe depuis longtemps. Le tout a énormément évolué durant le dernier siècle et plus spécifiquement dans le secteur automobile. Ce dernier fut très influent et un leader d’innovation dans l’industrie en général. Henry Ford débuta l’air de la production de masse des véhicules automobiles au début du 20e siècle, et depuis et d’une manière soutenue, le principe «mass customization» devint plus présent pour rejoindre les besoins d’une clientèle de plus en plus exigeante. C’est dans cette mouvance que plusieurs chercheurs ont proposé et continuent à contribuer pour faire évoluer les outils, les méthodologies et les processus afin de faire mieux et plus rapidement tout en assurant un haut niveau de qualité et en tenant compte de l’évolution des processus manufacturiers. Aujourd’hui, en 2011, il y a une grande considération de la part des équipes de développement et de la mise en production pour assurer la qualité de l’assemblage du produit. Il est admis que les opérations d’assemblage sont des sources d’incertitudes qui peuvent potentiellement affecter la qualité du produit. Par conséquent, elles sont des opportunités pour l’amélioration. Pour y arriver, il y a plusieurs alternatives, telles que présentées à la Figure 5.1. Notre recherche bibliographique ainsi que notre expérience industrielle et nos collaborations avec notre partenaire industriel BRP nous a indiqué que les équipes de développement et de mise en production sont peu outillées pour sélectionner les bonnes options d’anti-erreurs. Ce constat fut l’origine de notre motivation pour ce mémoire.

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Table des matières

INTRODUCTION ET MOTIVATION
CHAPITRE 1 PROBLÉMATIQUE INDUSTRIELLE
1.1 Mise en situation
1.2 Énoncé de la problématique et des questions de recherche
1.3 Hypothèses et limites du projet
1.4 Définitions et terminologie
CHAPITRE 2 REVUE DE LITTÉRATURE ET ÉTAT DE L’ART DU DOMAINE
2.1 Historique de l’approche qualité
2.2 Philosophie du TPS dans la conception
2.3 Pratiques existantes favorisant l’anti-erreur lors de la conception
2.3.1 FMEA / AMDEC
2.3.2 DFA – Design for Assembly
2.3.3 Méthodologie DFMA
2.3.4 Approche Assembly Advisor de Poli
2.3.5 Exemples d’anti-erreurs intégrées au design
2.4 Définition et lignes directrices d’application d’anti-erreurs
2.4.1 Différents types d’anti-erreurs
2.4.2 Lignes directrices d’application d’anti-erreurs
2.5 Coûts associés à la non-qualité
2.5.1 Les trois types d’inspection
2.5.2 Coûts de la non-qualité
2.5.3 Effet d’une anti-erreur sur l’économie d’un système de production
CHAPITRE 3 MÉTHODOLOGIE AEBRP DE SÉLECTION D’ANTI-ERREURS
3.1 Démarche de la création de la méthodologie
3.2 Processus de calcul de coût associé à la non-qualité
3.3 Sélection des anti-erreurs
3.3.1 Anti-erreurs dans la conception des composants
3.3.2 Anti-erreurs mécaniques à l’assemblage
3.3.3 Anti-erreurs technologiques
3.3.4 Anti-erreurs aides visuelles
3.4 Processus de calcul de l’efficacité de l’application en qualité
3.5 Méthodologie AEBRP
3.6 Sommaire du chapitre
CHAPITRE 4 VALIDATION DE LA MÉTHODOLOGIE AEBRP
4.1 Sélection de concept du Spyder®
4.2 Application et validation de la méthodologie AEBRP
4.2.1 Application # 1 : installation de l’antenne
4.2.2 Application # 2 : rangement des ailes
4.2.3 Application # 3 : barre d’accouplement
4.2.4 Application # 4 : couple de serrage d’un câble électrique
4.2.5 Application # 5 : branchement électrique
4.3 Sommaire du chapitre
CHAPITRE 5 CONCLUSION GÉNÉRALE
5.1 Apports
5.2 Synthèse de la méthodologie proposée
5.3 Recommandations pour les travaux futurs
5.4 Épilogue
ANNEXE I CHOIX DE MÉTHODE D’ASSEMBLAGE
ANNEXE II MANIPULATION MANUELLE, ESTIMATION DU TEMPS
ANNEXE III INSERTION MANUELLE, ESTIMATION DU TEMPS
ANNEXE IV PREMIER CHIFFRE (BOOTHROYD)
ANNEXE V CALCUL DES COÛTS DE RÉPARATION
ANNEXE VI CALCUL DU COÛT ESTIMÉ DE L’IMPACT SUR LA RÉPUTATION
LISTE DE RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES