Computer Integrated Manufacturing

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Computer Integrated Manufacturing
Architecture CIM
Apparu dans les années 1980, le modèle CIM essai
dapporter une réponse à la quête de performance
des entreprises en démontrant que
lautomatisation seule ne suffisait pas et quil
est nécessaire de gérer la communication entre
les différents niveaux structurels. La
représentation la plus courante fait apparaître
un découpage structurel de lorganisation de
lentreprise et une communication spécifique
entre les niveaux du modèle. Encore largement
répandu et légitime de part la visualisation des
couches métiers intégrants lhomme, les données
et les moyens, il a rapidement mis en
évidence certaines faiblesses, contraintes et
limitations.
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Computer Integrated Manufacturing
Architecture CIM
Faiblesse structurelle

• Mécanismes déchanges construits autour dun
  transfert vertical de linformation
• (N-1, N1) ce qui nécessite une remise en forme
  de linformation à chaque
• Interface (protocoles)

Faiblesse technologique
Evolution vers des architectures dautomatisme
réparties et/ou distribuées Capacité de
traitement des composants
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Concept CIM
Transferts dinformations Protocoles de
communication
Réseaux
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(Manufacturing Execution System)
Le M . E . S .

• Système dinformation de latelier de production
• Marché encore jeune, il doit encore se
  structurer
• Outils dexécution
• suivi et pilotage
• Passerelle entre la planification (GPAO, ERP) et
  le contrôle commande

Deux mondes qui ne savent pas bien communiquer
entre eux sinon quà travers des développements
spécifiques, et de ressaisies manuelles, sources
de pertes de temps et de risques derreurs.
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Le M . E . S .
(Manufacturing Execution System)

• Traduction Système dexécution des fabrications
• Le domaine est celui de lexécution, situé entre
  celui de la planification (ERP, PGI, GPAO) et le
  contrôle commande (Supervision et contrôle
  commande).

ERP ( Entreprise Ressource Planning ) PGI (
Progiciels intégrés de Gestion )
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Le M . E . S .
(Manufacturing Execution System)
Ordonnancement
Gestion du personnel
Suivi en temps réel de la production
Gestion des ressources
Acquisition des données
Contrôle de la qualité
Gestion des procédés
Gestion des documents
Traçabilité
Analyse des performances
Gestion de la maintenance
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Le M . E . S .
(Manufacturing Execution System)
La norme S95
C'est un modèle fonctionnel
fédérateur des 11 fonctions
Position centrale le contrôle de production
Propose en exemple un modèle fonctionnel qui
permet danalyser les flux dinformations mis en
jeu par le MES et leur traitement.
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La norme S95
Exemple de modèle fonctionnel
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La norme S95
Un modèle opérationnel en 9 points
Lordonnancement détaillé Séquence des produits
à fabriquer, la quantité et les attributs comme
la date dexécution .
Gestion des ressources Personnel, équipements,
matières premières, énergie.
Gestion des produits Gammes ou recettes de
fabrication
Lancement des productions Manuel, par OF,
automatique (plan de production), semi auto
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Lexécution des productions Moteur dexécution
multiprocédé et dallocation dynamique
des ressources.
Le suivi de production Partie opératoire de la
traçabilité des produits. Suivi durant la
fabrication du produit et des éléments
convergents (Tracking).
La traçabilité (services) Acquisition et
historisation des données. Relation étroite avec
le suivi de production et lanalyse de production.
Un modèle opérationnel en 9 points
Le contrôle de la qualité Mise en œuvre des
méthodes de contrôle systématiques
ou statistiques (SPC,SQC par ex.).
Lanalyse de la production Indicateurs de qualité
et de performance. Rapports de quantitatifs de
production, taux de rendement globaux, par
sous Ensembles.
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IMPACT du MES sur le CIM
MES
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Ethernet fédérateur
Ethernet devient un réseau fédérateur dès le
niveau 2, on parle dEthernet atelier. Le MES
par ses fonctionnalités, s adosse nativement
tant sur le plan du pilotage que de la
supervision de latelier de production.

• Ethernet se pose en médiateur afin de réduire la
  fracture
• entre le monde de linformatique de gestion et
  celui de la
• production.

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Létat de lart fréquent
Chaque service à sa propre organisation et son
propre système informatique annexe.
à mis en œuvre une solution danalyse des causes
de rebuts à laide dun tableur, alimenté par le
report des analyses faites sur le terrain au
format papier.
On se rend compte que la multiplicité des
systèmes  maison  engendre une perte de la
maîtrise des systèmes informatiques en place, un
partage des informations difficiles, des
corrélations de données de production impossibles.

• Ces systèmes sont souvent maîtrisés par leur
  propriétaire,
• difficilement maintenables et sont un verrou à la
  réorganisation des
• flux dinformations et à leur optimisation.

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Portée et impact dun MES

• Pas de remise en cause systématique de
  lorganisation de lentreprise

Mise en place globale des mécanismes de
circulation des informations de la production
Fournir des méthodes et des outils homogènes.
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Répondre simplement et rapidement
Quel est le fournisseur de la matière première
relative à la commande X ?
Quel était létat de ma mesure (température four,
durée, vitesse) pendant la fabrication de la
commande ?
Ou en est lencours datelier ?
Quelle est la répartition de mes arrêts de
production ?
Quelle est la durée darrêt de cette machine au
cours du mois dernier ?
Quel réglage doit on effectuer sur le capteur Y ?
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Optimiser les processus et les ressources de
production dans un MES, cest
Améliorer la compétitivité
Cest mieux comprendre et optimiser les flux de
production

• Mesurer avant dagir ensuite sur les points
  critiques en mettant en place des indicateurs
• liés au bilan matière, à la productivité en
  fonction des lots, aux arrêts machines.

Le MES permet de collecter en temps réel les
données datelier et de fournir des tableaux de
bord de pilotage de production. Ces indicateurs
(TRS, MTBF, MTTR) permettent une véritable
gestion des actifs (assets management).
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Au passage, quelques indicateurs supplémentaires

• MTBF
• Mean Time Between Failure
• Temps moyen écoulé entre deux pannes

• MTTR
• Mean Time To repaire
• Temps moyen mis pour réparer un système en panne

• MTBE
• Mean Time Between Errors
• Temps moyen entre deux erreurs

• MTTF
• Mean Time To Failure
• Temps moyen que met un système pour tomber en
  panne

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Optimiser les processus et les ressources de
production dans un MES, cest
Améliorer la compétitivité
Cest repenser les processus de production
Pouvoir modéliser le savoir faire dans des
processus, en assurer la traçabilité dexécution
et la mesure de performance est un atout majeur.
Le MES est loccasion de modéliser et repenser
les processus de production.
Il permet de mettre en place des outils
damélioration des performences
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Optimiser les processus et les ressources de
production dans un MES, cest
Améliorer la compétitivité
En se dotant doutils daide à la décision
dynamiques
Comment connaître le véritable prix de revient,
en temps réel,

• Le MES permet de préparer les données et de les
  transmettre à lERP et rendre
• automatique la mise à disposition des résultats
  des sites de production pour le
• système de gestion.

Réactivité, diminution des saisies dans lERP,
minimisation des taches dadministration des
opérateurs
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Optimiser les processus et les ressources de
production dans un MES, cest
Améliorer la compétitivité

• Sauvegarder les savoir-faire
• Par la modélisation des processus de production
• (outils de gestion des gammes,
• mémorisation, rejout des scénarios)

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Optimiser les processus et les ressources de
production dans un MES, cest
Pérenniser la valeur ajoutée grâce à la
traçabilité
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Quelle solution MES choisir ?

• Premier filtre
• Industries de process avec cycles de production
  continus et/ou batch ?
• Industries manufacturières ?

Dans le premier cas , les éléments essentiels
seront le module dhistorisation de données de
production permettant de conserver sur une
longue période (au delà de 2 ans) les principales
données permettant de caractériser son process
de production. Le module de traçabilité
permettant de gérer une production par batchs ou
lots de fabrication. Dans le domaine
manufacturier, on parle plutôt de séries. Les
éléments déterminant sont La taille des séries
La maîtrise des flux de produits et des encours
(Outils de modélisation des flux norme ISA 95)
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Quelle solution MES choisir ?

• Deuxième filtre
• Taille de lentreprise (budget potentiel)

Rapide et ciblée ? Problème ponctuel sur une
nouvelle ligne, Pilotage du flux tiré dans
latelier Ou Réflexion plus globale pour le
long terme élargie aux différents acteurs
production, méthodes, qualité, maintenance ? La
taille des séries La maîtrise des flux de
produits et des encours (Outils de modélisation
des flux norme ISA 95)
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Quelle solution MES choisir ?

• Troisième filtre
• Type de partenariat
• Compétences externes de conseil, formation et
  dintégration ?
• Ou
• Gestion de projet interne ?

Dans tous les cas, il faut adopter une démarche
projet rigoureuse avant de sengager dans le
choix dune offre MES Analyse de
besoins Consultation des fournisseurs Établissemen
t de la grille dévaluation des
offres Benchmarking industriels
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Le CONSTAT
Il est aujourdhui avéré que les véritables gains
liés à la mise en place du MES viennent de la
réactivité densemble du système.
Cette réactivité permettra par exemple, de passer
rapidement dun produit à un autre sur une même
ligne de fabrication, tout en conservant une
traçabilité parfaite des lots fabriqués.
Ou encore, elle permettra de réagir
instantanément à lindisponibilité dune
ressource (équipement, équipe de travail), en
réaffectant les fabrications sur dautres
ateliers en recalculant les performances
attendues et réelles dans le nouvelle
configuration de production.
Encore faut-il que ces possibilités naient pas
été " verrouillées " lors de la conception du
système, en isolant des sous-ensembles physiques
(ateliers, lignes de production ), ou
fonctionnels (contrôle de process, traçabilité,
analyse de performance, ), les mettant dans
lincapacité de dialoguer efficacement.
En résumé, même si la mise en place du système
MES peut se faire par étapes pour une meilleure
adéquation budgétaire, le retour sur
investissement sera dautant plus concret que
son approche aura été faite globalement.
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Conclusion sur le MES
Avec une démarche sappuyant sur une modélisation
opérationnelle des installation, la mise en place
dun outil de MES et son déploiement deviennent
claires et rapides. Elle ne fait appel à aucune
phase de développement informatique lourd, mais à
un paramétrage proche du process de lindustriel,
donc facile à maîtriser.
La mise en place des pilotes peut être cadré en
moins de trois mois et le déploiement complet
dans une période de deux à quatre mois, suivant
que lon envisage ou non un déploiement
multisite.
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ltlt La norme ANSI/ S95 gtgt
Les travaux sur la S95 ont été menés par lISA
(Instrumentation, Systems Automation Committee)
sur la base des fonctionnalités du MES déjà
identifiées par le MESA. (Il sagit du 95ième
projet traité par ce comité, et par coïncidence
les travaux ont débuté en 1995).
La norme S95 sattache à la formalisation des
échanges autour du système de production vers
les autres domaines de lentreprise.
Conçue pour sappliquer à tous les types de
production, elle nimpose pas de modèle
dorganisation de lentreprise, ni darchitecture
du système de production.
Elle suggère toutefois un modèle physique de
lentreprise extrapolé à partir de la norme S88
et une définition des fonctions et des flux
dinformations basée sur le modèle PRM (Purdue
University Reference Model) publié par lISA.
Normalisée par lANSI (American National
Standards Institute), et rassemblant un
formidable travail danalyse fine des process
industriels et de leur traduction dans le MES,
la S95 constitue aujourdhui une référence
reconnue par lensemble des acteurs du domaine
du MES.