Contribution à la formalisation d’un processus PDP agile dans le cadre de l’industrie 4.0

Contribution to the formalization of an agile MPS process in the context of Industry 4.0

• Auteur / Autrice : Estefania Tobon valencia
• Direction : Samir Lamouri
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie industriel (AM)
• Date : Soutenance le 08/09/2020
• Etablissement(s) : Paris, HESAM
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'automatique, de mécanique et d'informatique industrielles et humaines (Valenciennes, Nord ; 1994-...)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation de la thèse : École nationale supérieure d'arts et métiers (1780-....)
• Jury : Président / Présidente : Zohra Cherfi-Boulanger
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Samir Lamouri, Hind El Haouzi, Sébastien Gamache, Alexandre Moeuf, Seyed Esmaeil Moussavi, Robert Pellerin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Hind El Haouzi, Sébastien Gamache

Mots clés

Mots clés contrôlés

Heuristique informatique

Modèles statistiques

Innovation

Facteurs de production

Planification stratégique

Mots clés libres

Planification de la production

Programme Directeur de Production (PDP)

Industrie 4.0

Agilité

PME

Production Planning

MPS (Master Production Schedule)

Industry 4.0

Agility

SME

Résumé

Les PME (Petites et Moyennes Entreprises) manufacturières, représentants majeurs de l’industrie mondiale, font face aujourd’hui à des fortes pressions pour répondre dans des délais toujours plus courts aux besoins particuliers des clients avec des prix compétitifs. Dans cet environnement de concurrence accrue, la transformation de processus de planification de la production par l’exploitation des technologies 4.0 peut apporter des réponses à ces défis. Cependant, considérant le nombre des technologies proposées à l’ère du numérique, il n’est pas simple pour les PME de sélectionner les groupes technologiques le plus adaptés à leur contexte industriel et organisationnel ainsi que les activités sensibles d’être améliorées par le numérique. La planification d’un projet de transformation de processus par le numérique requiert une définition de la portée du 4.0 ainsi que des objectifs de performance à atteindre avec le projet. Toutefois, notre revue de la littérature montre que les PME manquent de modèles pour aborder la transformation numérique dans les processus de planification.En vue de cette problématique, cette thèse doctorale propose une approche de planification de la production à moyen terme 4.0, centré sur la routine du Programme Directeur de Production (PDP), pour les PME manufacturières. Afin de répondre à nos objectifs, nous avons d’abord conduit une étude de prospective pour préciser le besoin industriel associé au PDP au sein d’un groupe des PME manufacturières. Cette étude a montré que les axes de transformation principaux se concentraient autour du processus et des outils de support pour la prise des décisions. Dans le but de rendre agile le processus PDP nous présentons une méthodologie de sélection des activités sensibles à être faites d’une nouvelle façon à partir de deux leviers d’amélioration, la surveillance et l’optimisation. Sur cette base nous proposons l’intégration des groupes technologiques 4.0 dans le PDP. Quant aux outils de support pour la prise des décisions, nous proposons deux approches d’optimisation pour le PDP adaptées à des contextes industriels d’assemblage sur commande, avec différentes lignes d’assemblage, divers goulets, plusieurs articles directeurs et fabrication principalement artisanale. Nous présentons également l’intégration de ces approches d’optimisation dans le processus PDP.

Manufacturing SMEs (Small and Medium-sized Enterprises), major actors of the global industry, are subjected to strong pressure from the market to respond in shorter delays to customized needs with competitive prices. The evolution of production planning activities through the 4.0 technologies can provide answers for facing these challenges. However, considering the large number of industry 4.0 technologies, it is not easy for SMEs to select the most adequate technologies for their industrial and organizational context and the most adequate activities that could enhance a digital improvement. Planning a digital transformation project requires the definition of the 4.0 scope as well as a clear vision of the performance objectives to be achieved. Nevertheless, our review of the scientific literature shows that SMEs lack models for carrying digital transformation in planning activities.This thesis proposes a 4.0 production planning approach, focused on the Master Production Schedule (MPS), for manufacturing SMEs. In order to reach our research goal, we conducted a prospective study to specify the industrial need of the MPS process within a group of manufacturing SMEs. This study revealed that the main levers of the transformation concerned the process and the tools for supporting decision-making. Regarding the process, we present a methodology for selecting the activities to be done in a new way based on two improvement levers, monitoring and optimization. On this basis, we propose the integration of the 4.0 technologies in the MPS. As for decision support tools, we propose two optimization approaches for the MPS in the context of SME with an assemble-to-order (ATO) strategy, multiple assembly lines, several bottlenecks, diverse master items and a mainly artisanal production process. We also present the integration of these optimization approaches in the MPS activities.