Contexte et enjeux technico-économiques de la norme ISA-95

10/10/2017
Auteurs : José Gramdi
Publication REE REE 2005-9
OAI : oai:www.see.asso.fr:1301:2005-9:20218
DOI :

Résumé

Contexte et enjeux technico-économiques de la norme ISA-95

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. Dossier) MES ET B2M : LA NORME ISA 95 INCONTOURNABLE Contexte et enjeux a m technico-économiques de la norme ISA 95 Mots clés LeanManufacturing, SixSigma, Processus, Systémique, Performance, Pilotage Par José GRAMDI Université de technologie de Troyes(LITT),Institut des sciences et techniques de l'information de Troyes(ISTIT) Dans un contexte économique chaque jour plus difficile, les sièges administratifs des entreprises industrielles doivent communiquer en temps réel avec leurs clients, leurs fournisseurs et leurs sites de production afin de synchroniser leurs décisions et améliorer leur compétitivité. Introduction : l'évolution des marchés et les nouvelles règles de compétitivité Depuis l'après-guerre nous avons traversé trois confi- gurations de marchés bien distinctes (figure 1 . Les trente glorieuses (1945-1975) avec une demande très largement supérieure à l'offre, et une réponse des industriels en termes de productivité sur des produits foi-tement standardisés. Les prix de vente sont établis à partir de calculs de prix de revient, le contrôle de gestion connaît ses heures de gloire. . L'équilibre (1975-1990) où l'offre et la demande se rencontrent. On fait alors porter les efforts sur la qualité des produits, on se préoccupe de planifier la production à partir de prévisions et le concept MRP (Matei-ial Reqtiireiiient Plaizning) fait son apparition avec les premiers calculateurs. . Le client -roi, la mondialisation, l'informatique (1990-...). L'offre est très largement supérieure à la demande, les prévisions sont de plus en plus hasardeuses, les clients exigent des produits personnalisés dans des délais réduits, comparent les prix en direct sur internet les transactions se négocient en temps réel sur des places de marché informatiques, les cycles de vie des produits se réduisent. On entre dans l'ère de l'entreprise agile et communicante, dont la compétitivité et la survie reposent en grande partie sur le système d'information. Les années 90 voient l'explosion des ERP (Enterprise Resources Planning) qui reposent essentiellement sur le concept MRP. Dans un tel contexte, il apparaît pourtant clairement que les règles de gestion traditionnelles (prévisions, MRP, contrôle de gestion, prix de revient) sont de plus en plus difficilement applicables : on doit négocier et honorer les contrats en temps-réel (go/no go) en s'appuyant sur les ressources, la logistique et les ESSENTIEL Le contexte concurrentiel, la mondialisation des échanges, les exigences croissantes des consommateurs font de l' " usine communicante" non plus un concept séduisant,mais une simple condition de survie pour les entreprises de production. Nous venons de connaîtreunedécennieERPdont le bilanen termes de ROIest somme toute mitigé. Il faut à présentconnecter ces cita- delles de la gestion à 'exécution,aux fournisseurset aux clients, afin de piloter et d'optimiseren temps réel la performanceglobale du système (flux physiqueset financiers). Aujourd'hui plus que jamais,l'informationremplacelesstocks.De plus,l'enregistrement des données d'exécutionconstitue une baseinestimablepour les analyses Lean Manufacturingqui permettent systématiquement de localiser de formidables et souvent insoupçonnésgisements d'amélioration. La norme ISA 95.01/02 va aider les industriels à structurer ces donnéeset ces flux d'informations entre gestion et exécution. S y N 0 P S The highly competitive and worldwide economy, the consu- mer's quest for personalised products make the "Online Factory" not anymore an attractive concept but a simple survi- val condition for manufacturing enterprises. We just come through a ten years ERPperiod, the ROI of which is quite dis- cussed. We must now connect those management bastions to production execution, suppliers and customers in order to manage and optimize in real time the system's global perfor- mance (material and financial flowsl. Today, more than never, information replaces stocks. Moreover, the execution data's collection is a fantastic starting point for Lean Manufacturing analysis that inevitably leads to huge and unsuspected impro- vement sources identification. The ISA 95.01/02 standard will help industrials to structure those data's and the information's flows between management and execution. REE N 9 Octobre 2005 Contexte et enjeux technico-économiques de la norme ISA 95 Productivité Pénurie Oualité Agilile Abondance 1945 1975 1990 Figiii-e 1. L'éiolittioii des iiarchés. partenariats en place. La compétitivité s'obtient alors par le pilotage des processus, la mesure et l'amélioration continue des performances. Cette boucle cybernétique vers le Lean Manufacturing est le plus souvent conduite selon une approche Six Sigma. 2. Pilotage et synchronisation de processus À un niveau stratégique, les prévisions vont nous permettre de dimensionner nos ressources (personnel, usines, entrepôts, plates-formes logistiques). A un niveau tactique, elles vont nous aider à établir les termes et les différents scenarii de partenariats envisageables avec nos fournisseurs, sous-traitants et prestataires logis- tiques. A un niveau opérationnel, ce sont essentiellement les ventes qui vont conditionner les décisions. Le pilota- ge et l'optimisation en temps réel des processus opéra- tionnels deviennent alors la seule règle : l'exécution au plus juste. Vendre au plus juste : Le but est,à une configuration de ressources don- née, de maximiser la valeur ajoutée générée par le système. Il s'agit donc de synchroniser l'effort commercial et la politique de prix avec les capaci- tés instantanées de production, en annonçant des prix et des délais réalistes et fiables. Le prix de vente apparaît alors comme un levier de pilotage permettant d'approcher le débit optimal de valeur ajoutée générée par le système. . Concevoir au plus juste : Les produits étant de plus en plus personnalisés, on doit s'efforcer d'une part d'apporter les modifica- tions de conception dans des délais courts et d'autre part de mettre à disposition ces nouvelles données de façon fiable et synchronisée à la production et aux achats. Acheter au plus juste : Dans l'optique de minimiser le temps de passage de la matière dans le système, et donc la trésorerie immobilisée, on va s'attacher à synchroniser les fournisseurs avec les besoins effectifs de production, l'idéal étant d'approvisionner la matière au moment de sa première transformation. La maîtrise des rebuts est également fondamentale dans l'accom- plissement de cet objectif. Produire au plus juste : On va s'attacher à maximiser à la fois le taux de service (délai) et la satisfaction (qualité) du client. Il faut donc synchroniser le plan de production (date de livraison) et les données de production (caractéristiques produit) à la demande et aux exigences clients. c Expédier au plus juste : Toujours dans l'optique de minimiser le temps de passage de la matière dans le système, on va cette fois s'attacher à synchroniser les prestataires logis- tiques avec les résultats effectifs de production, l'idéal étant d'expédier le produit au moment de sa dernière transformation. Maintenir au plus juste : L'exécution au plus juste dépend fortement de la disponibilité et la fiabilité de l'outil de production. Afin donc de réduire les pannes franches (non-pro- duction) et les dérives (non-qualité), on s'efforcera de synchroniser les actions de maintenance avec les exigences et les résultats de production : mainte- nir lorsque la machine est disponible, en fonction du plan de production, et lorsque que c'est nécessaire, en fonction de l'usure réelle ou de valeurs de fonctionnement (SPC par exemple). 3. Mesure des performances L'efficacité de ce pilotage va pouvoir s'apprécier grâce à deux grandes familles d'informations bien trop souvent amalgamées : . La généalogie Nous avons vu qu'une clé de compétitivité allait être de minimiser le temps de passage de la matière dans le système. Ce temps de passage, mesuré entre le moment où les matières incorporées ont été récep- tionnées et celui où le produit est expédié, va nous indiquer la performance intrinsèque du produit. Ce « score » pourra être établi pour chaque produit sor- tant du système par un calcul simple, à condition de disposer de sa généalogie complète, c'est-à-dire des numéros de lot de tous ses articles incorporés. . La traçabilité REE No 9 Octobre 2005 Dossier MES ET B2M : LA NORME ISA 95 INCONTOURNABLE Connaissant ce temps total de traversée, il va être à présent intéressant de savoir comment se décom- pose ce temps. Cela nous permettra de statuer à la fois sur la performance des ressources et sur celle du pilotage. La traçabilité complète des flux, qui consiste à consigner et à horodater chaque mouve- ment (qu'il soit à valeur ajoutée ou non) va nous permettre, par simple agrégation, d'obtenir ces résultats. La généalogie et la traçabilité, souvent vécues comme des contraintes par les industriels, apparaissent donc clai- rement comme une formidable source d'indicateurs pour la démarche d'amélioration continue. 4. Amélioration continue A partir de ces indicateurs, il va être aisé à court terme de réguler le pilotage puis, à moyen terme, d'identifier et c d'améliorer les goulets récurrents : . Les goulets « temps » Ce sont les ressources ou les lacunes de pilotage qui augmentent significativement le temps de traversée. . Les goulets « débits » Ce sont les ressources ou les mécanismes de décision qui limitent le débit global du système. . Les goulets « qualité » Ce sont les ressources ou les absences de points de contrôle qui génèrent de la non-qualité ou des rebuts. 5. La Norme ISA 95 et la compétitivité industrielle Pour accomplir ces objectifs de pilotage, mesure et amélioration, le système d'information se revèle clairement décisif. Aujourd'hui, l'entreprise communicante (figure 2) n'est plus un simple concept séduisant, mais bien une sk·ye adminiSfrofif O, " ; ÙH ! Ù ",'1/1/\U''10r/rhln'''' 'i<-'/M< ; M.'-/ ;// \''' ;.' ; ;' ;'' . Usine 1 1" ' «'ilf f i.>7> ? lNm ç lorl) ! d ln.eC ! \\y.l'l'l) 1/.Lf Clsine I Usine 3 tlsine.'.' :f " a Ufi,-Ùlt<,' : t e Information d'Entreprise Programme cle Procluction. Gestion Opérationnelle, etc... \ Capacitésde Définitiondu Consignesde Résultatsde Production Produit Production Production (Comment filbriquel) disponibtes) fabriquet) produire) pidit Information de Contrôle de la Production Supervision de Zone, Production.. Fiabilite, qualité, etc.. Figure 2. L'entreprise communicante. Figure 3. La norrne ISA 95. réelle condition de survie. Idéalement, l'entreprise com- municante doit dialoguer en temps réel avec ses fournis- seurs (SRM - Supplier Relationship Management), ses clients (CRM - Custumer Relationship Management) et ses ateliers. Au coeur de ces trois grandes familles d'interlocu- teurs, nous allons retrouver les ERP, véritables citadelles de la gestion d'entreprise. La norme ISA 95 (figure 3), dans ses différentes déclinaisons, va s'attacher à structurer les données et à formaliser les échanges entre ces ERP et les applications de pilotage d'atelier ou MES (Manufacturing Executive System). La norme ISA 95.01/02 regroupe les flux d'échange entre gestion et exécution selon quatre grandes familles, ZD dont nous allons analyser la contribution à la compétitivité industrielle : Capacités de production Ces informations donnent à l'ERP une visibilité sur la disponibilité actuelle et future des ressources (personnels, équipements, matières) agrégées selon différentes combinaisons possibles appelées segments process. La connaissance de ces disponi- bilités instantanées va permettre de maximiser le throughput (le débit du système) en adaptant la force de vente et la politique de prix et en s'enga- geant sur des délais réalistes et fiables. Les déci- sions go-no go, consistant à prendre ou à refuser des marchés, sont ainsi facilitées. . Définition du produit Ces informations issues de l'ERP ou d'applications PLM (Product Lifecycle Management) précisent les spécifications de réalisation du produit (person- nels, équipements, matières) agrégées en segments produits. La formalisation et la fiabilisation de ces informations vont permettre d'accomplir l'objectif de personnalisation à la demande, en évitant les erreurs de configuration et en réduisant les inerties. REE No 9 Octobre 2005 Contexte et enjeux technico-économiques de la norme ISA 95 Programme de production Ces informations issues de l'ERP formulent les demandes de production exprimées selon des exigences en termes de personnels, équipements et matières, et agrégées en segments. Elles vont permettre de synchroniser le processus de produc- tion avec les autres processus (notamment ventes et achats). Rapport de production En réponse aux demandes de production, ces informations vont préciser ce qui a été effective- ment produit, utilisé et consommé (personnels, équipements, matières), constituant ainsi les bases de la traçabilité et de la généalogie. Ces réponses de production vont permettre de synchroniser les autres processus (notamment expédition et mainte- nance) avec le processus de production, de mesurer la performance des produits, des ressources et du pilotage (voir § 3). Ces informations serviront de données de base aux analyses Lean Manufacturing. 6. Conclusion L'approche systémique en gestion industrielle, qui consiste à maximiser les flux à un niveau de coût donné, au lieu de minimiser les coûts à un niveau de flux donné (approche analytique), semble répondre parfaitement au contexte économique actuel. Les ERP, dont les industriels viennent de s'équiper massivement, véhiculent pourtant encore abondamment ce concept de maîtrise analytique des coûts (lots économiques, regroupements dynamiques, optimisations locales des ressources...). La norme ISA 95.01/02 et sa concrétisation B 2 MML (Bitsiness To Manufacturing Markup Language) devraient permettre de corriger ce travers en augmentant fortement la granu- larité des informations gérées par les ERP, et en confiant à des systèmes d'exécution le détail des données relatives aux flux et aux ressources. Tout l'art consistera à trouver le bon niveau d'agrégation et de déclinaison des segments échangés entre MES et ERP. Références E.M. GOLDRATT, J. COX, Le But Paris. AFNOR, 1986. 328 p. ISBN 2-12-465621-X M.L. GEORGE, Lean Six Sigma New York : McGrawHi ! ISBN 0-07-138521-5 2002. 322 p. ISA - The Instrumentation, Systems and Automation Society ANSIIISA-S95.00.01 2000 Enterprise-Control System Integration Part 1. Models and Terminology ResearchTriangle Park, North Carolina ISA, 2000. 140 p. ISBN 1-55617-727-5 a u e u r JoséGramdi,DESSrobotiqueet informatique industrielleen 1988, consultant indépendanten informatiqueet gestion industriels depuis 1990, enseignant-chercheur à l'UTT et responsable desonusne-écote depuis2002. REE No 9 Octobre 2005