Transcript 1. Implantation de lignes de production

PROJET DE FIN D'ÉTUDES 2013/2014
Implantation et amélioration continue de lignes de production
de systèmes d’échappement
Structure d'accueil
FAURECIA Emissions Control Technologies
PFE présenté par
M. Pierre GRIESMAR
Spécialité / Promotion
Génie Mécanique / 2014
Tuteur du PFE dans la structure d'accueil
M. Erwan GICQUEL
Tuteur(s) pédagogique(s) du PFE
M. François GEISKOPF
Date de fin de confidentialité du PFE
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1. Implantation de lignes de production
Toutes les lignes de production implantées dans le cadre de ce stage sont issues d’autres sites
du groupe Faurecia et transférées à Messei dans le but de regrouper l’activité de production destinée
au marché des pièces de rechange pour l’Europe du Sud.
1.1. Ligne Cata/FAP Bragança
Les systèmes produits sur cette ligne se composent d’une enveloppe métallique comportant
une céramique catalytique ou un filtre à particules (FAP), voir une céramique combinée à un FAP
dans une même enveloppe pour les références série notamment. Divers composants, comme des
tubes de mesure de pression, des crochets permettant la fixation du système sur le véhicule ainsi
qu’un pare-chaleur, sont ensuite soudés manuellement sur cette enveloppe.
L’implantation de cette ligne de production à Bragança était déjà relativement optimisée ; la prise de
la première pièce et la dépose du produit fini dans le bac s’effectuant quasiment au même endroit.
Cette implantation, dite « en U », est celle minimisant les déplacements à vide (sans transport de
pièce d’un poste à l’autre) dans le cas où l’opérateur travaille seul sur la ligne de production. Cela
permet de limiter les pertes de productivité en réduisant au minimum les déplacements n’apportant
pas de valeur ajoutée, c’est-à-dire les déplacements hors production.
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Figure 1 : Implantation et flux de la ligne à Bragança
Les opérations de « canning » (emmanchement de la céramique catalytique et/ou d’un filtre à
particules ainsi que d’autres composants dans une enveloppe métallique enroulée) s’effectuaient
néanmoins sur un autre îlot de production, nécessitant ainsi la création et la gestion d’en-cours de
production entre les deux îlots. Pour certaines références destinées au marché des pièces de
rechange, il était d’autre part nécessaire de souder une bride sur l’enveloppe contenant le FAP ainsi
que sur celle contenant la céramique catalytique, puis d’assembler ces deux enveloppes par vissage
des brides. Ces opérations de soudure des brides et de vissage étaient également effectuées en
dehors de la ligne de production, l’implantation de la ligne ne tenant pas compte de ces références.
L’implantation au sein de l’usine de Messei devait donc permettre la production de la totalité des
références et de leurs spécificités respectives.
Implantation à Messei
Après plusieurs propositions d’implantation, l’implantation retenue et mise en œuvre sur le
terrain présente l’avantage d’intégrer les opérations de « canning » dans le flux principal de la ligne
de production. D’autre part les opérations de soudure de brides et de vissage ont été intégrées dans
l’environnement de la ligne de production et il est dorénavant possible, avec quelques déplacements
de machines, d’intégrer le poste de soudure de brides et la visseuse dans le flux principal lors de la
production des références nécessitant l’utilisation de ces machines.
La possibilité d’assembler un sous-ensemble tube/flexible destiné à être ensuite assemblé par
soudage sur le robot FANUC a également été intégrée dans la ligne de production (sur la soudeuse
Commercy 1 torche, voir plan d’implantation). Ce sous-ensemble n’était pas assemblé sur la ligne
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lorsque cette dernière se trouvait à Bragança ; il était acheté à l’extérieur et était directement
approvisionné sur la ligne.
Avec l’intégration des opérations de canning et de la soudure du sous-ensemble tube/flexible sur la
ligne de production, l’ensemble de la ligne d’échappement peut désormais être assemblé sur une
même ligne de production. Cela conduira indubitablement à une réduction de la durée nécessaire à
la fabrication du système, qui sera à quantifier une fois que cette dernière aura atteint sa cadence
normale de fonctionnement.
1.2. Ilot de canning
La seconde ligne de production transférée est un îlot de canning en provenance de Beaulieu
(France) qui est utilisé pour la réalisation du canning d’une multitude de références, dont la
production sera progressivement transférée à Messei.
Les flux originaux, visibles ci-dessous, semblent relativement cohérents si l’on excepte la
position de la machine de fentage et la présence d’une seconde graveuse non utilisée dans le
process. La position de la machine de fentage, à droite de l’emmancheuse, se justifie aisément car il
est plus intéressant pour l’opérateur d’avoir les machines servant tout le temps le plus regroupé
possible. Dans ce cas il s’agit de la table d’habillage, de l’emmancheuse, du groupe de calibrage et
de la graveuse. Cette proximité devait donc être conservée dans la nouvelle implantation.
Figure 2 : Implantation et flux de la ligne à Beaulieu
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Implantation à Messei
L’implantation retenue ne présente pas de changements majeurs, les quatre machines de
base de l’îlot (table d’habillage, emmancheuse, groupe de calibrage et graveuse) étant toujours le
plus regroupé possible. A la suite de ces quatre machines, se situent d’un côté de la ligne les
machines spécifiques aux pots catalytiques (EMS Fentage et EMS Moulurage) et de l’autre celles
dédiées aux FAP (Presse HP et MS 1 torche pour la soudure). La seconde graveuse a d’autre part
été stockée à l’arrière de la ligne en vue d’une utilisation ultérieure pour le gravage d’autres
références qui seront transférées à Messei dans un futur proche.
La méthode de changement des pinces du groupe de calibrage a aussi été revue. Le
changement des pinces, d’un poids d’environ 250kg chacune, s’effectue à l’aide d’un palan situé
au-dessus du groupe de calibrage. A Beaulieu, l’opérateur devait pousser le chariot de stockage des
pinces à travers la ligne jusqu’à l’avant du groupe de calibrage, où la pince était chargée sur le palan
puis montée sur la machine. Cette opération fastidieuse a pu être éliminée avec un stockage et un
chargement des pinces sur le palan à l’arrière du groupe de calibrage, ce qui permet un gain
ergonomique certain.
1.3. Ligne DV6 Beaulieu
Certaines références produites sur la ligne de canning présentée au paragraphe précédent
passent ensuite sur la ligne DV6 qui a également été transférée dans l’atelier. Cette ligne de soudure
permet la finition des pots catalytiques et des pots contenant le filtre à particules destinés aux lignes
d’échappement du moteur DV6 de PSA.
Le flux de cette « ligne » est évolutif puisque l’environnement se compose uniquement d’un poste
de soudure circulaire automatique pour les FAP et d’une cabine de soudure dans laquelle
l’opérateur vient positionner les montages de soudure nécessaires (selon qu’il s’agisse d’un
catalyseur ou d’un FAP les montages sont différents).
Néanmoins, de même que pour la ligne en provenance de Bragança, le canning des pots était
effectué sur un autre îlot de production lorsque la ligne se trouvait à Beaulieu, obligeant ainsi la
création et la gestion d’en-cours de production entre ces deux îlots.
Implantation à Messei
La cabine de soudure DV6 ainsi que la machine de soudure circulaire ont donc été
logiquement positionnées directement en sortie de l’îlot canning afin de pouvoir produire
l’ensemble du pot sur un seul et même îlot de production. L’évacuation du produit fini se situe à
proximité de l’approvisionnement des premiers composants afin de limiter les déplacements sans
transport de pièces. Les deux montages de soudure supplémentaires à utiliser pour la soudure des
pots catalytiques sont stockés directement à proximité de la cabine permettant un changement
rapide de configuration entre les deux types de production.
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Figure 3 : Implantation et flux des lignes après transfert
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2. Ordonnancement des lignes de production
2.1. Planning de production
Une des missions menée au cours de ce projet de fin d’études a été l’optimisation de la
planification des lignes de production de silencieux, à savoir la ligne DSE, la « mini-ligne » et le
carrousel P5. A l’origine, la création des plannings de production se faisait « par secteur », à savoir
le secteur PR avant (vers le moteur) et le secteur PR arrière (vers le pot de sortie). Or les références
produites dans ces deux secteurs peuvent passer indépendamment sur chacune des lignes de
production de silencieux, d’où une certaine difficulté (et une perte de temps) pour avoir une vision
claire de l’ensemble des références à produire sur chaque ligne. La mission a donc consisté, en
s’inspirant des plannings actuels « PR avant » et « PR arrière », en la création d’un fichier Excel
permettant de générer automatiquement les plannings de production pour les trois lignes de
production de silencieux. Des macros VBA (Visual Basic) ont ainsi été créées et adaptées afin de
pouvoir générer les plannings à partir d’informations extraites de SAP ; à savoir le tableau de
planification des produits finis, les nomenclatures des références et l’état des stocks en composants
et semi-finis.
Ce nouveau planning, une fois testé et éprouvé sur les lignes de production de silencieux, a
ensuite été adapté sur la ligne de production formée par les trois lignes présentées au paragraphe
précédent, à savoir la ligne de canning, la ligne Cata/Fap Bragança ainsi que la ligne de soudure
DV6 de Beaulieu
2.2. Mise en place du KANBAN
Afin d’assurer la fiabilité de l’approvisionnement en composants et donc la continuité de la
production des deux références « série » sur la ligne Cata/Fap de Bragança, un système de Kanban
d’approvisionnement a été mis en place pour ces deux références. L’objectif étant de ne pas avoir de
rupture d’approvisionnement d’un type de composant, tout en limitant le stock de ces composants
sur la ligne. Un calcul de boucle Kanban a donc permis de déterminer la quantité idéale de cartes
Kanban à introduire dans la boucle. L’approvisionnement de la plupart des composants nécessaires
à la fabrication de ces deux références série est assuré par passage régulier du train logistique.
Afin de faciliter le travail d’approvisionnement du conducteur du train logistique sur les
lignes, chacun des emplacements d’un flexo est dédié à une seule référence de composant. D’autre
part, pour éviter à l’approvisionneur la lecture de l’ensemble des emplacements d’un même flexo
avant de repérer celui qu’il recherche, un code couleur a été mis en place. Sur chaque flexo,
chacune des étiquettes d’identification d’emplacement a une couleur différente, correspondant à
celle de la carte Kanban. Cela permet au conducteur du train logistique de repérer instantanément
l’emplacement de chacun des composants sur un même flexo.
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