An innovative operational management method for process excellence in global operations and in the production of composite materials throughout the aeronautics supply chain

par Haydar Ali Alhas

Thèse de doctorat en Génie industriel

Sous la direction de Emin Bayraktar.

Le président du jury était Marc Zolghadri.

Le jury était composé de Carlo Nizam, Jamil Khalil.

Les rapporteurs étaient Claude Baron, Ming Jen Tan.

  • Titre traduit

    Une méthode opérationnelle et innovante vers l'excellence des procédés pour la production de matériaux composites utilisés dans l'aéronautique


  • Résumé

    Dans le cadre de cette thèse, nous rechercherons comment éliminer les opérations de non-valeur-ajoutée dans la fabrication des pièces en matériaux composites incluant la fixation des puces RFID directement dans les pièces en matériaux composites utilisées dans les industries aéronautiques et spatiales. Nous proposerons une nouvelle méthode innovante. Cette méthode industrielle utilise la technologie RFID pour aider éliminer les étapes de non-valeur-ajoutée qui empêchent des améliorations opérationnelles. En plus d’aider à éliminer des opérations de non-valeur-ajoutée, cette technologie peut permettre d’augmenter la communication transverse entre des processus opérationnels. L'utilisation appropriée de technologie RFID peut aussi aider à augmenter la visibilité des produits, des données et des outils dans la fabrication. Les étapes de contrôle inutiles qui induisent des délais de processus plus importants et des coûts additionnels plus élevés peuvent automatiquement être éliminées. De plus, cette méthode permet d’assurer une macro et micro traçabilité. La technologie RFID marche très bien tant avec la fibre de verre qu'avec les composés de fibre de carbone industriels. L’intégration de ces aides technologiques dans les pièces composites permet de créer des matériaux "intelligents" et de communiquer avec d'autres systèmes industriels qui sont voisins, ou dans un autre pays via le logiciel. Et cette capacité peut aider à réduire la documentation et améliorer la traçabilité pendant les phases industrielles transverses de l'entreprise. Les Informations peuvent être stockées sur la puce à l’avance ou bien après chaque processus. Ceci permet aussi d’élaborer de nouveaux processus et des occasions de traitement de la part de la société pour les parties qui sont en service. De cette façon, la puce peut permettre une communication entre le fabricant et le client. Les informations sur l'Étiquette RFID permettent aux pièces d'être gérées plus rapidement et à distance pendant tout le cycle de vie de la pièce. Les informations enregistrées sur la puce pendant la fabrication de la pièce composite peuvent même être lues, avec un ajout d’information, pendant que la pièce est en service. La méthode que nous proposons est la fixation la puce RFID dans les pièces en matériaux composites. Le dépistage et le contrôle automatiques de ces parties permettra à nos processus industriels d'être plus efficaces et visibles pendant la fabrication, aussi bien que le support après la livraison du produit. Dans un proche avenir, des entreprises nationales et internationales transformeront leur ingénierie et procédés de fabrication en appliquant cette méthode novatrice qui accélère les cycles de vie, maximise l'efficacité et élimine des étapes inutiles dans le processus. En conséquence, ces entreprises seront dans une bien meilleure position pour maximiser leur productivité et des nouvelles occasions de produit/marché aussi bien que la documentation de produit efficace et les processus de production aideront des entreprise ou les clients à abaisser leurs coûts d'exploitation, à augmenter la productivité des salariés, à améliorer la conformité, le délai de diminution et à faire des progrès plus rapides dans le domaine de la durabilité. En résumé, le fait de diminuer le délai de livraison à chaque étape dans le processus "On-Target" soutiendra) grandement la performance de " On-Cost" et " On-Quality". En utilisant cette méthode, les fabricants deviendront capables de diminuer considérablement leurs coûts, d’améliorer de façon significative les améliorations de processus, d’augmenter l’innovation à chaque étape du processus et de lancer dans l’entreprise des actions qui lui conféreront une vaste excellence opérationnelle.


  • Résumé

    The main objective of this thesis is to improve the traditional manufacturing processes in the company and to replace the traditional manufacturing methodology by new method in order to improve the manufacturing efficiency (time, cost, quality, safety of the products etc.). In the frame of this thesis, we will focus on how to eliminate the non-value added operations in the manufacturing by the embedding RFID tags directly in the composite parts used in aerospace companies. We will propose a new innovative state of the art composite manufacturing method that uses RFID technology to help eliminate non-value added manual steps that impede operational improvements. This technology can help to eliminate non-value added operations and increase the communication across operational processes. The appropriate use of RFID technology can also help increase the visibility of the products, data, and tools in manufacturing. The unnecessary control steps which induce higher process lead-times and higher additional costs can automatically be eliminated. The macro and micro traceability of processes and products (such as the part information, lifecycle, movement history and location) can all be automated and digitized with less manual intervention and less paper documentation. Carefully using this technology across our production processes, we can rapidly transform operational processes and improve their accuracy, control and efficiency. This is a lean, innovative and value adding innovative approach that significantly increases the visibility and monitoring of processes. RFID technology works very well with both glass and carbon fibre composites’ manufacturing. This technology helps makes the composite parts “smart” and communicate with other manufacturing systems that are nearby or in another country via software. And this capability can help reduce documentation and improve traceability during the manufacturing phases and across the company. Information can be stored on the tag before and/or after each process. This also enables new process and company service opportunities for parts that are in-service. In this way, the tag can enable a communication between the manufacturer and customer. The information on the RFID Tag enables the parts to be managed faster and remotely across the full lifecycle of the part. The information recorded on the RFID Tag during the manufacturing of the composite parts can even be read and more information can be read during in-service. This information can create an advantage for any modification of the parts, repair, and maintenance in the future. In this way, RFID based processes can reduce unnecessary steps across the whole supply chain and reduce the high workload of manual processes and documentation. Furthermore, costs can be minimized due to increased visibility and elimination of unnecessary steps across processes. Using RFID technology by direct embedding of the RFID Tag in the composite parts intends to measure and reduce “Process Variation”. The idea here is not to move the tasks, but to optimize and eliminating the non-value added tasks by using RFID based production method “embedding of RFID Tag in Composite parts”. The method that we propose is embedding the RFID tag in the composite parts. Automatically tracking and monitoring these parts will enable our industrial processes to be more efficient and visible during manufacturing as well as in service-processes that occur after delivery of the product. As mentioned previously, the intention here to enable our composite parts to be “smart” so they can be communicated to automatically across their lifecycle. This will help create an industrial "Internet of Things”. [...]



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