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1Jean Vieille : MES - B2M - Batch Control jean.vieille@isa-france.org
Journée d’information Club Automation
« Comment valoriser le Contrôle-Commande pour notre Entreprise »
5 novembre 2002
Jean Vieille, Consultant
Impact du Contrôle Commande sur la performance industrielleVu par la Théorie des Contraintes
2Jean Vieille : MES - B2M - Batch Control jean.vieille@isa-france.org
Sommaire
Qu’est-ce que la TOC?
Application à l’entreprise de production
Justification du contrôle de procédé
Annexes
3Jean Vieille : MES - B2M - Batch Control jean.vieille@isa-france.org
Qu’est-ce que la TOC?
Theory Of Contraints
Une nouvelle philosophie de management Comparable à TQM, JIT, Flow manufacturing, Lean
Manufaturing, BPR, SMED… • Sans les invalider: la TOC facilite l’effort de focalisation
Amélioration permanente et ré-ingénierie des organisations
Des processus de réflexion Outils et méthodes
Des applications Ordonnancement de la Production Comptabilité industrielle Marketing Gestion de projet Résolution des conflits
4Jean Vieille : MES - B2M - Batch Control jean.vieille@isa-france.org
Origine
Crée par Eliyahu Goldratt, un « Business Guru »
The Goal (1984, 1986, 1992) It’s not Luck (1994) Critical Chain (1997) …
Suivi par des « disciples »
Supporté par l’ APICS—The Educational Society for Resource Management
www.apics.org, CM SIG
Principalement aux USA Peu connue en France, mais enseigné dans les
universités
5Jean Vieille : MES - B2M - Batch Control jean.vieille@isa-france.org
Une approche Système
Comprendre le Système est indispensable pour l’améliorer
Tout Système a un BUT But et Conditions Nécessaires
But = Profit CN = Satisfaction Client, Leadership technologique,
avantage compétitif, force de travail satisfaite et sécurisée
Le Manager est responsable du BUT Chacun peut être considéré comme le Manager
de quelque chose (Grande entreprise, département, petite équipe, sa propre vie, carrière…) qui est supporté par un Système
La Théorie des Contraintes traite du Management
6Jean Vieille : MES - B2M - Batch Control jean.vieille@isa-france.org
Concept 1 : contrainte du Système
Un exemple simple Comme une chaîne, tout système a un – et un seul –
élément plus faible que les autres appelé la Contrainte
Etape A10 U/Jour
Etape B20 U/Jour
Etape C6 U/Jour
Etape D8 U/Jour
Etape E9 U/Jour
Entrées Sorties
Demande Marché : 15
Etape A18 U/Jour
Etape B20 U/Jour
Etape C22 U/Jour
Etape D17 U/Jour
Etape E19 U/Jour
Entrées Sorties
Demande Marché : 15
Exemple en production
7Jean Vieille : MES - B2M - Batch Control jean.vieille@isa-france.org
Concept 2 : Mesure de la PerformanceComment mesurer les effets des décisions
locales (briser la contrainte) sur l’ensemble du système?
Throughput (T) = ??? Le rythme auquel le système génère de l’argent par
les ventes Pour les organisations à but non lucratif, l’argent
peut être remplacé par des services ou des produits
Inventory (I) = Investissements, Stocks Tout l’argent que le système investi en produits qu’il
a l’intention de vendre, ou retenue dans le système (inclut les investissements)
Operating Expenses (OE) = Dépenses opérationnelles, charges
Tout l’argent que le système dépense pour transformer l’inventory en Throughput (Travail direct, utilités, consommables…)
8Jean Vieille : MES - B2M - Batch Control jean.vieille@isa-france.org
Throughput World contre Cost World
Bien gérer
Contrôler les coûts
Protéger le Throughput
Gérer selon les principe du
Cost World
Gérer selon les principe du Throughput World
L’optimisation locale en tout point du système est la seule façon d’obtenir une bonne performance des coûts
Il n’est pas possible d’obtenir une bonne performance du throughput en optimisant la performance locale partout
Parce que les niveaux de stocks se déteriorent
9Jean Vieille : MES - B2M - Batch Control jean.vieille@isa-france.org
Principes de la TOC
Systèmes en tant que « Chaînes » Le maillon faible peut être découvert et renforcé
Optima locaux contre Optimum du Système La Performance du système n’est pas la somme des optima
locaux Causes et Effets
Les relations peuvent être complexes selon les système Effets indésirables et Problèmes centraux
Éliminer les problèmes centraux plutôt que de traiter les effets indésirables
Détérioration de la Solution L’Inertie est le pire ennemi d’un processus d’amélioration
permanente POOGI Contraintes Physiques et Politiques
La plupart des contraintes sont d’origine politique (organisationnelles) et non physique
Les Idées ne sont pas des Solutions Les meilleures idées échouent au moment de la mise en
œuvre
10Jean Vieille : MES - B2M - Batch Control jean.vieille@isa-france.org
Prescriptions de la TOC : 5 étapes de focalisation
1. Identifier la Contrainte Quelle part du système constitue le Maillon Faible?
2. Décider comment exploiter la contrainte Tirer le maximum de la contrainte sans dépenses en
modifications coûteuses
3. Subordonner tout le reste Ajuster le système de façon à tirer le meilleur parti
de la contrainte
4. Élever la Contrainte Si les étapes 2-3 ne suffisent pas, des changements
majeurs peuvent être nécessaires.
5. La contrainte est brisée. Retour à l’étape 1, mais attention à l’inertie
11Jean Vieille : MES - B2M - Batch Control jean.vieille@isa-france.org
Applications de la TOC
Ordonnancement de la production : Le mécanisme Drum-Buffer-Rope
Comptabilité « Throughput » Absence de coûts alloués fixes => Des décisions de
gestion très différentes pour le calcul des prix et le marketing
Gestion de projet : Chaîne Critique Inspiré du DBR Place des buffers sur les étapes du chemin critique
Flux Matières
Produits finis Matièrespremières
12Jean Vieille : MES - B2M - Batch Control jean.vieille@isa-france.org
Outils de la TOC
CRT : Arbre de la réalité courante (Current Reality Tree) Décrire la situation présente
CRD : Diagramme de résolution de conflit (Conflict Resolution Diagram)
Résoudre les conflits cachés FRT : Arbre de la Réalité Future (Future Reality Tree)
Vérifier que l’action produit les effets désirés Identifier les impacts négatifs de l’action projetée
PRT : Arbre de pré-réquisition (Prerequisite Tree) Identifier les obstacles et la meilleures façon de les contourner Construire la séquence utile pour accomplir les étapes
majeures TT : Arbre de transition (Transition Tree)
Détailler les instructions pas à pas pour mettre en œuvre le déroulement de l’action
CLR : Categories de réservations légitimes (Categories of Legitimate Reservations)
Définir les règles qui régissent la construction et la revue critique des arbres
13Jean Vieille : MES - B2M - Batch Control jean.vieille@isa-france.org
Vue d’ensemble des outils
Arbre de la réalité courante
Effets indésirables
Effets intermédiaires
Causes racine, Problème central
Diagramme de résolution des conflits
Objectif
Requis
Pré-requis
Arbre de la réalité future
Effets désirés
Effets intermédiaires
Injections
Arbre de transitionObjectifs
Effets intermédaires
Action Spécifique
Arbre de Pré-réquisition
Objectif
Obstacles, Objectifs Intermediaires
14Jean Vieille : MES - B2M - Batch Control jean.vieille@isa-france.org
Résumé
La TOC est une philosophie de Management Basée sur le bon sens Qui s’applique à tous les domaines de la vie
La TOC est une théorie prescriptive Qui fournit des outils pour supporter et appliquer les
concepts
Les processus de réflexion de la TOC Applicables à toutes les situations (Que changer,
changer vers quoi, comment causer le changement)
Les applications de la TOC Des résultats prouvés dans de nombreux domaines
Propagation relativement lente Souvent en conflit avec les pratiques courantes
15Jean Vieille : MES - B2M - Batch Control jean.vieille@isa-france.org
Sommaire
Qu’est-ce que la TOC?
Application à l’entreprise de production
Justification du contrôle de procédé
Annexes
16Jean Vieille : MES - B2M - Batch Control jean.vieille@isa-france.org
SOURCE
Le système de production dans la chaîne logistique
PLAN
MAKE DELIVER
Prévisions
AgrégationDemande
Planification
CapabilitéCapacité
Plan de production
Fabrication
DéfinitionProduit
Expéditions
Clients
Ventes
Achats
Demand
Fournisseurs
17Jean Vieille : MES - B2M - Batch Control jean.vieille@isa-france.org
Flux Finance, Matière, Information
Flux financier : le plus lent Contraint par les flux d’information et de matières
Flux Matières : Constraint par les activités de production
Flux d’information : Doit être le plus rapide Notion de “temps réel” Contraint à la fois les flux matière ET financier
Entreprise Flux d’information
Flux Financier
Flux MatièresFournisseurs Clients
18Jean Vieille : MES - B2M - Batch Control jean.vieille@isa-france.org
But de l’entreprise
Le but d’une entreprise industrielle est de faire de l’argent Faire davantage d’argent maintenant et dans le futur
Les 3 métriques de base : Throughput (T) = ???
• Le rythme auquel le système génère de l’argent par les ventes• Pour les organisations à but non lucratif, l’argent peut être remplacé
par des services ou des produits Inventory (I) = Investissements, Stocks
• Tout l’argent que le système investi en produits qu’il a l’intention de vendre, ou retenue dans le système (inclut les investissements)
Operating Expenses (OE) = Dépenses opérationnelles, charges
• Tout l’argent que le système dépense pour transformer l’inventory en Throughput (Travail direct, utilités, consommables…)
€€€Throughput
Argent entrant
€€€Inventory
Argent retenu à l’intérieur
€€€Operational Expenses
Argent sortant
19Jean Vieille : MES - B2M - Batch Control jean.vieille@isa-france.org
Impact direct des mesures opérationnelles sur les résultats financiers
Bénéficenet
Retour sur investissement
Trésorerie
Throughput Inventory OperatingExpenses
20Jean Vieille : MES - B2M - Batch Control jean.vieille@isa-france.org
Sommaire
Qu’est-ce que la TOC?
Application à l’entreprise de production
Justification du contrôle de procédé
Annexes
21Jean Vieille : MES - B2M - Batch Control jean.vieille@isa-france.org
Qu’est ce que le contrôle de procédé?
C’est un élément du système d’information de l’entreprise
En contact avec le flux matières Il sert d’interface entre l’équipement de production et
un certain nombre d’utilisateurs dans l’entreprise : Exploitation Planification / supervision de la Production Maintenance Qualité Ingénierie (équipements) R&D (Produits)
Il assure les liens nécessaires entre : les systèmes, les équipements, les hommes
Il interprète et exécute : les processus de fabrication Les algoritmes de pilotage des équipements
22Jean Vieille : MES - B2M - Batch Control jean.vieille@isa-france.org
Comment le contrôle de procédé influence les métriques de base
+ -
Débit financier(Throughput, T)
Meilleure utilisation des matièresRéduction des temps de changement de produitsRéduction des temps de mise sur le marché de nouveaux produitsDiminution des durées d’arrêt
Erreurs de programmes, limitations, pannes
Immobilisations(Inventory, I)
Facilite l’optimisation du programme de production
Coût du système de contrôle
Dépenses opérationnelles(Operating Expenses, OE)
Facilite l’exploitation et la maintenance
Coût du personnel pour maintenir le système
23Jean Vieille : MES - B2M - Batch Control jean.vieille@isa-france.org
Analyse des Effets indésirables (UDE)Cat
Pilote de gestion Cat UDE Système Contrôle
T Utilisation matières I Voir (3, 11)
T Temps changement produits
T, OE (1)Durée d’adaptation du système
T Temps de mise sur le marché de nouveaux produits
T, OET, OE, IT, OE
(2)Durée dévelop. applications(3)Durée Mise en service(4)Difficulté conversion spec.R&D en process industriel
T Temps d’arrêt T Voir (8, 10, 11)
I Optimisation ordonnancement
T,I (5)(In)flexibilité de l’automatisme
OE Maintenance OETTOE
(6)Acquisition maîtrise système(7)Temps résolution problèmes(8)Diagnostic premier niveau(9)Charge Techniciens
T Assistance à l’exploitation
TT, I
(10)Diagnostic premier niveau(11)Support qualité et performance
24Jean Vieille : MES - B2M - Batch Control jean.vieille@isa-france.org
Problèmes à l’origine des effets indésirables
Problème UDE
Niveau de compétence des automaticiens Tous…
Lacunes propres au système de contrôle 1, 2, 6, 9
Qualification insuffisante des opérateurs 10 (?)
Absence ou insuffisance des spécifications fonctionnelles Difficultés de communication des besoins
1, 2, 3, 4, 6
Mauvaise gestion documentaire 1, 2, 3
Absence ou insuffisance des méthodes 1, 2, 4, 5, 6, 7
Mauvaise gestion de la connaissance 1, 2, 3, 6, 7
…
…
…
25Jean Vieille : MES - B2M - Batch Control jean.vieille@isa-france.org
Justification des investissements
Les métriques simples de la TOC sont bien perçus par le management
L’impact des propositions d’investissement sur ces métriques peuvent être chiffrés et prouvés.
Exemples: la réduction du temps de mise en service d’une
semaine pour un nouveau produit peut dans certains cas compenser la totalité de l’investissement.
La possibilité de produire des campagne plus courtes peut influencer de façon considérable les niveaux de stocks et les risques liés aux sur-stocks.
Un meilleur diagnostique peut réduire les temps d’arrêt et augmenter d’autant la capacité de production
…
26Jean Vieille : MES - B2M - Batch Control jean.vieille@isa-france.org
MERCI!
jean.vieille@isa-france.org
www.ccm-web.com
27Jean Vieille : MES - B2M - Batch Control jean.vieille@isa-france.org
ANNEXE 1 : les outils de la TOC
28Jean Vieille : MES - B2M - Batch Control jean.vieille@isa-france.org
CRT : Current Reality Tree
Describe the present situation
Problem analysis tool
Identify the constraint, the « Core Problem »
From UDE to Core Problem
The plant grows
Ambiant temperature
range is available
Adequat sunlight
exist
Direct sunlight is available
Plant requires sunlight
Adequat water exist
Water is available
Water is not polluted
Adequat nutrition
exist
Nutrition is available
Nutrition is appropriate for the plant
29Jean Vieille : MES - B2M - Batch Control jean.vieille@isa-france.org
CRT : Identify the Core Problem
UDE UDE UDE
UDE
RC
CP
RC
UDE
RC
The Core problem is responsible for 70 % or more for the majority of UDEs
•UDE = Undesirable Effect•RC = Root Cause•CP = Core Problem
30Jean Vieille : MES - B2M - Batch Control jean.vieille@isa-france.org
CRD : Conflict Resolution Diagram
Most core problems exist because of some underlying conflicts
Resolve hidden conflicts « Creative Engine » or « Idea Generator » No compromize, win-win solutions
ObjectiveHave a good family
life
Requirement #1Ensure Sharon
safety
Requirement #2Sharon is accepted
by her friends
Prerequisite #1Sharon home before
10
Prerequisite #2Sharon home around
12
In order to haveIn order to have
I mustI must
Check AssumptionsR1->PR1Anxious about the return travelBad boys may be thereR2->P2Do not leave before the party ends
Creat injectionR1->PR1Daddy gives her a ride=> The conflict is broken
InjectionDaddy gives
her a ride
31Jean Vieille : MES - B2M - Batch Control jean.vieille@isa-france.org
CRD notation
Objective
Requirement #1
Requirement #2
Prerequisite #1
Prerequisite #2
Injection
Assumptions
Assumptions
Assumptions
Assumptions
32Jean Vieille : MES - B2M - Batch Control jean.vieille@isa-france.org
FRT : Future Reality Tree
Testing of new ideas
Reveals potential devastating effects
Reveals negative branches that worsen problems
Elaboration of positive reinforcing loops
Persuading tool to convince decision makers
Initial planning tool
Gasoline expenses go down even more
Gasoline consumption is reduced
Gasoline expenses are down
I increase tire pressure Higher tire
pressures reduce
gasoline consumption
My engine runs
smoothly
Smooth engine use less gasoline
I have an engine setup
My car’s engine runs
poorly
33Jean Vieille : MES - B2M - Batch Control jean.vieille@isa-france.org
FRT Notation
DE DE DE
DE
Injection
InjectionInjection
DE = Desirable EffectInjections = Proposed actions
34Jean Vieille : MES - B2M - Batch Control jean.vieille@isa-france.org
PRT : Prerequisite Tree
Identify obstacles in realizing an objective
Identifies remedies to obstacles
Identify required sequence of actions
Identify unknown steps
Bridge the gap between FRT (major milestones) and TT (step-by-step implementation plan)
I always get to work on time
I use alternate transportation
I use alternate routes
I leave early
I keep a ready supply of clean clothes on hand
I have back-ups to deal with
crises
I don’t have the right clothes to
wear
Unexpected crises occur at home as I’m
leaving
Riding the bus takes longer
Alternate routes take longer
My transportation is unreliable
I am delayed in traffic
Build downward until branches converge / the lowest IO is within control
(Objective)
(Intermediate Objective)
(Obstacle)
(Condition)
(Action)
35Jean Vieille : MES - B2M - Batch Control jean.vieille@isa-france.org
PRT Notation
PRT OBJECTIVE
IO
OBS
IO
OBS
IO
OBS
IO
OBS
IO
OBS
IO
OBS
IO
OBS
IO
OBS
IO
OBS
OBS = ObstaclesIO = Intermediate objectives
36Jean Vieille : MES - B2M - Batch Control jean.vieille@isa-france.org
TT : Transition Tree
Provide step-by-step method for action/implementation
Enable effective navigation through a change process
Detect deviation in progress toward a limited objective
Adapt or redirect effort, should plans change
Communicate reasons for action to others
Execute the injections developped in CRD/FRT
Attain intermediate objectives identified in PRT
Develop tactical from conceptual / strategic plans
Preclude UDE from arising out of implementation action
I have located for job opportunities suitable for my
qualifications
I have a « short list » of job opportunities in my chosen field that match
my qualifications.
I have little job-related experience in my chosen field.
All possible job openings in my chosen field are
identified
I don’t know where to look for possible job opportunities.
I ask respected faculty members for career advice.
I research resources at the campus career center
I narrow my chhoice to entry-level
positions
I apply for jobs on my « short list »
37Jean Vieille : MES - B2M - Batch Control jean.vieille@isa-france.org
TT Notation
Reality / Need
Objective
ActionEffect
Reality / Need ActionEffect
Reality / Need ActionEffect
Reality / Need ActionEffect
38Jean Vieille : MES - B2M - Batch Control jean.vieille@isa-france.org
CLR : Categories of Legitimate Reservations
Clarity Meaning concern, no reasonnable cause-effect connection
Entity Existence Completness, Structure (compound), Validity (The sky is falling)
Causality Existence Does the cause really result in effect
Cause insufficiency The stated cause for the considered effect seems not enough
Additional Cause Other causes may result in the same effect
Cause-Effect Reversal If many fishermen are fishing and their stringers are full of fish
then fishing is good Predicted Effect Existence
Most causes result in more than one effect Tautology
Circular logic : France football team lost the game because they played poorly
39Jean Vieille : MES - B2M - Batch Control jean.vieille@isa-france.org
ANNEXE 2 : Informations sur la TOC
40Jean Vieille : MES - B2M - Batch Control jean.vieille@isa-france.org
Glossary
PRT : Prerequisite Tree CLR : Categories of Legitimate Reservations CP : Core Problem CRT : Current Reality Tree CRD : Conflict Resolution Diagram = Evaporating Cloud DBR : Drum-Buffer-Rope DE : Desired effect FRT : Future Reality Tree IO : Intermediate objective OBS : Obstacles POOGI : Process Of OnGoing Improvement PRT : Prerequisite Tree RC : Root Cause UDE : Undesirable effect
41Jean Vieille : MES - B2M - Batch Control jean.vieille@isa-france.org
Useful infos / links
This presentation is based on H. Dettmer’s book « Goldratt’s Theory of Constraints – A system Approach to Continuous Improvement » ISBN 0-87389-370-0. Also, some examples are taken form Goldratt’s books « It’s not Luck » and « Critical Chain »
http://www.goldratt.com/
http://www.eligoldratt.com
http://sytsma.com/htm/theoryonline.htm
http://www.pdinstitute.com
http://www.rogo.com/
http://www.goalsys.com/
http://www.mfgexcellence.com/
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