Détails des domaines

RAPPEL

La norme ISA S95 définie 11 fonctions de contrôle de la production. Ces fonctions couvrent un périmètre très large et sont définies d'un point de vue macroscopique. Aussi, toutes ne sont pas "implémentables" ou à implémenter en fonction de différents critères. En effet il faut savoir tenir compte du système d'information existant, du périmètre fonctionnel à couvrir, des capacités de la solution à mettre en œuvre, du mode de déploiement envisagé etc... Prioriser ces fonctions est un exercice indispensable pour retirer au plus tôt les bénéfices de la mise en place de son Manufacturing Execution System et obtenir rapidement un retour sur investissement.

1) FONCTION DE CONTROLE ET D'ALLOCATION DES RESSOURCES

Fonction fondamentale pour réduire ses coûts et améliorer sa productivité, les solutions de Manufacturing Execution System se doivent de couvrir ce sujet de façon globale ou partielle. La norme ISA S95 définit ce domaine du contrôle de la production d'une façon assez large que nous pouvons résumer de la manière suivante :

La gestion des ressources concerne la gestion en temps réel des ressources au niveau de la fabrication incluant le personnel, les équipements, les matières ou toutes autres ressources nécessaires à la production. Afin d'optimiser au mieux leur utilisation et de favoriser les bonnes pratiques de fabrication, les ressources peuvent ou doivent faire l'objet d'une réservation, d'une mise à disposition pertinente en quantité, en qualité et au moment souhaité. Le système MES doit permettre d'actualiser et de connaître leur localisation, leur etat, leurs attributs et de reconstituer leur historique..

Plus de détails sur l'allocation des ressources en fabrication en cliquant ici.
2) FONCTION DE DISPATCHING DE LA PRODUCTION

Fonction importante largement basée sur la définition des produits et des processus et donc sur la définition des flux, les solutions de Manufacturing Execution System couvrent généralement l'envoi des consignes de distribution des matériels ou d'ordres de fabrication (Lot / Batch/ OF) à tout ou partie de l'usine pour commencer un processus ou une étape de production. Dans le détail, cette fonction du système MES a pour but de: - Gérer et contrôler les flux de production sous forme de travaux, de batch, de lots & sous lots, d'of en distribuant la production à l'équipement et/ou au personnel concerné. - L'information distribuée est typiquement présentée dans l'ordre dans lequel le travail doit être effectué et peut changer en temps réel en fonction des événements ayant un impact sur les flux. - Le système doit offrir la possibilité de changer les programmes prescrits, dans des limites convenues, en se basant sur les disponibilités et les conditions courantes. - Contrôler la quantité de travail dans le processus à un point quelconque par la gestion des stocks intermédiaires et la gestion des rebuts/recyclages.

3) FONCTION DE COLLECTE ET D'ACQUISITION DE DONNEES

Les sites de production génèrent des volumes incroyables de données liées à la fabrication. Bien exploitées, ces données peuvent apporter des éléments sur les processus de production et permettre une bien meilleure compréhension de son procédé ou des ses processus de fabrication. La nécessité de corréler des données issues de plusieurs sources se fait également de plus en plus ressentir pour permettre des analyses poussées adressant des pans entiers de différents domaines ou problématiques de production (Ex: Maintenance, Méthodes, traçabilité, généalogie, analyse de performance ...). La concentration de données de production en un point du système d'information est primordiale pour permettre de les analyser correctement et efficacement. Dans le but d'éviter la multiplication des interfaces inter-systèmes complexifiant le système d'information, la concentration des données qui concernent l'exécution de la production dans un système de Manufacturing Execution System est sans doute la meilleure solution possible pour répondre aux besoins d'acquisition, d'agrégation, de corrélation, de diffusion, d'analyse et de stockage des données de production. Plusieurs modes d'acquisition sont aujourd'hui recensés : - Le mode manuel : le mode sans aucun doute encore le plus répandu. Il réclame la mobilisation d'une personne pour renseigner des données (généralement ce qui est constaté) sur un support ou dans un équipement dédié. - Le mode semi-automatique : il réclame généralement la mobilisation d'une personne mais ne nécessite plus la saisie détaillée de l'information (Code barre, étiquettes RFID...). - Le mode automatique : le personnel n'est plus mobilisé, les données sont acquises automatiquement en continue ou de façon "événementiel". Les interfaces informatiques répondent à ce mode d'acquisition. Un système de MES se doit de proposer ces trois modes d'acquisition. Il le permet généralement mais surtout, il va permettre de concentrer toutes les données acquises dans un seul système pour permettre une bien meilleure exploitation de celles-ci.

4) FONCTION DE GESTION DE LA QUALITE

La qualité intervient a plusieurs niveaux pour les produits fabriqués par les industriels :

1) Au niveau de l'entreprise : les facteurs de compétitivité intègrent largement aujourd'hui la qualité du produit. L'ouverture économique a intensifié la concurrence par les prix et la qualité devient un moyen de différentiation des produits et un instrument que se donne les entreprises pour gagner des parts de marché

2) Au niveau des marchés : la protection du consommateur et des utilisateurs impose des niveaux élevés de qualité des produits. Cela implique une surveillance et des contrôles de critères stricts de conformité qui répondent aux exigences des utilisateurs en termes de santé ou de sécurité.Aussi, les pays imposent des normes et des règlements techniques de plus en plus stricts pour l'entrée des produits sur leur territoire. Dans ce sens, les normes "qualité" sont utilisées désormais comme des barrières pour protéger certains marchés nationaux ou communautaires. Les systèmes de Manufacturing Execution System proposent généralement des modules ou des mécanismes qui permettent une meilleure maîtrise de la qualité des produits pour renforcer la compétitivité. Toutes les solutions de MES ne sont pas équivalentes sur le sujet mais nous retrouvons généralement les possibilités suivantes:

- Un choix de type de contrôle qualité : unitaire (100 %) ou par prélèvement. - Un choix des caractéristiques qualité à vérifier - Un choix de la fréquence des contrôles qualité - Un choix du mode opératoire - Un choix de la méthode de mesure - Une gestion des actions correctives - Une gestion des autorisations et des responsabilités pour la détermination du déroulement d'un processus qualité

Le contrôle qualité peut porter sur la qualité d'un produit, d'un lot de produits, sur les paramètres d'un processus de fabrication ou plus généralement de réalisation, sur la qualité d'un travail.

5) FONCTION DE GESTION DU PROCEDE DE FABRICATION

Le détail de la fonction de gestion du procédé de fabrication

6) FONCTION DE PLANIFICATION ET DE SUIVI

Le rôle de cette fonction selon la norme S95 est d’ordonnancer les activités et les produits pour optimiser les performances de l’atelier en tenant compte de l’état réel des équipements et des personnels disponibles. Toutes les solutions de Manufacturing Execution System ne proposent pas cette fonction qui peut être également couverte par une solution tiers dédiée. Aussi, pour celles proposées par les éditeurs de MES, toutes n'ont pas le même périmètre, le même degré de complexité, de performance et/ou de maturité. Il appartient à l'utilisateur final d'évaluer l'adéquation de la solution à ses objectifs et à ses contraintes. Le plan de charge est l’outil de planification et de suivi de pilotage des ateliers. Il contient des informations détaillées sur la nature et les quantités d'entités(lots, OF, composants...) à fabriquer, les dates de lancement, de fin, les durées des opérations. La fonction de planification et de suivi est basée sur la construction de ce plan de charges. Le planning de fabrication est généralement réalisé sur du court terme, en complément ou en héritage d'un Programme Directeur de Production généralement issu d'un ERP. Sa mise à jour est à minima quotidienne et peut parfois être suivi en temps réel en fonction de la fréquence des déclarations de production. Le plan de charge doit être basé sur l’adéquation entre une quantité de travail à répartir et la capacité nominale des ressources engagées en production. En cas d'une capabilité inférieure à la capacité il est possible de:

- Procéder par lissage en redistribuant une partie des travaux sur des périodes capables d'absorber de nouvelles tâches - Mettre à disposition des ressources complémentaires (Main d'oeuvre, Matières premières/Stocks, disponibilité d'équipements…) - Sous-traiter une partie de la production ou certaines opérations jugées peu critiques

Un système de planification avancé peut être rencontré soit nativement dans la suite logicielle de Manufacturing Execution System, soit sous forme d'un progiciel complémentaire (APS) interfaçable avec le système MES. Ces systèmes avancés peuvent prendre en compte de nombreuses contraintes réelles des ressources (disponibilité, capacité, affectation, partage). Ces systèmes procurent de réels avantages pour :

- Mettre en évidence les ressources mal occupées - Mettre en évidence les ressources surchargées - Définir un scénario d'execution de la fabrication au niveau de chaque opération en fonction de l'état réel des ressources La personne en charge de cette fonction doit pouvoir à tout moment connaître le plan de charges actuel, l'avancement et de façon plus générale la situation visée et actuelle de la production. Il doit pouvoir agir sur le plan de charge soit manuellement, soit par appel de fonctions avancées pour le corriger, le modifier, le recalculer. Au final, une solution de Manufacturing Execution System incorporant la fonction de planification et de suivi améliore d’une manière globale le processus de fabrication. Cela permet en effet d'optimiser l'affectation et l'engagement de ses ressources dans le temps.

7) FONCTION D'ANALYSE DE LA PERFORMANCE

Le détail de la fonction d'analyse de la performance

8) FONCTION DE GESTION DES OPERATIONS ET ORDONNANCEMENT FIN

Le détail de la fonction de gestion des opérations et d'ordonnancement fin

9) FONCTION DE GESTION DE LA DOCUMENTATION

Le détail de la fonction de gestion de la documentation fin

10) FONCTION DE GESTION DE LA MAIN D'ŒUVRE

Le détail de la fonction de Gestion de la main d'œuvre

11) FONCTION DE GESTION DE LA MAINTENANCE

Le détail de la fonction de Gestion de la maintenance

Les domaines

LES DOMAINES DE CONTRÔLE DE LA NORME S95

Figure

La norme S95 permet d'identifier les domaines de contrôle de la couche Niveau III et donc de faciliter la compréhension de la portée des systèmes de Manufacturing Execution System. Ces domaines sont issus de la norme S95.01 et sont en relation directe avec le modèle hiérarchique fonctionnel. Ils sont à différencier des modèles d'activités de la norme S95.03 qui eux, font référence au modèle de gestion des opérations de production.

 Image

Les modèles

La norme S95 permet d'aborder les systèmes de Manufacturing Execution System selon une approche différente en fonction de la portée des sujets abordés. Elle favorisent une compréhension globale de l'activité. Cette affirmation est principalement vérifiée à travers les modèles proposés par la norme et notamment dans sa première partie (S95.01). Ainsi, 4 modèles principaux sont proposés comme indiqué ci-dessous.

 

MODELES OBJET
- Hiérarchiques :

Déclinés en deux modèles secondaires (fonctionnel et équipements), ils favorisent la compréhension de la portée du M.E.S dans l'entreprise, clarifient les rôles des systèmes de niveau 4 et 3 et proposent un découpage hiérarchique applicable pour identifier les rôles et responsabilités des ressources.

- Flux :

Modèle permettant l'analyse et la compréhension des flux de données dans l'entreprise et d'identifier leur impact au niveau de la production.

- Objet :

Modèle permettant la compréhension des différentes catégories d'information nécessaires ainsi que l'étendue des différents domaines couverts nécessaires au contrôle de la production.

- Activités :

Modèle permettant la compréhension des différentes activités et opérations nécessaires à un système d'information de production. Décliné en 4 sous modèles, il décompose le système d'information de production sous la forme suivante :

> Gestion des opérations de production> Gestion des opérations de maintenance> Gestion des opérations qualité> Gestion des opérations d'inventaire

Voir les modèles

Introduction

L'ISA

La norme S95 est à l'initiative de l'ISA (Instrumentation, Systems and Automation society). Comprenant environ 45.000 membres dans le monde entier, l'ISA se concentre particulièrement dans les trois domaines suivants : - La mesure, l'analyse et l'instrumentation - L'automatisation et le contrôle de processus - L'exécution de la production.

Publicateur de revues, organisateur de conférences et d'expositions, organisme de certifications, l'ISA est également à l'initiative de normes et à ce titre, est en relation étroite avec l'ANSI, organisme de normalisation américaine.
Cliquez ICI pour être redirigé vers le comité officiel de la norme S95.
Cliquez ICI pour avoir accès aux drafts officiels de la norme S95.

LA NORME S95 : GENERALITES

La norme S95 a officiellement pour objectif d'appréhender de façon plus simple le problème du contrôle de la production. Répondre à cet objectif ambitieux passe par des étapes indispensables et organisées, permettant de simplifier la démarche. Pour y parvenir, les objectifs fixés sont les suivants : - Utiliser un vocabulaire permettant à tous les acteurs de se comprendre - Simplifier l'appréhension par une vision claire et un découpage simplifié - Etablir les différents domaines et favoriser la compréhension de leur portée - Mettre à disposition un modèle commun du domaine de contrôle - Proposer un modèle standard d'organisation des données - Permettre d'exprimer et de structurer aisément l'ensemble des besoins

LE DECOUPAGE DE LA NORME
La norme S95 est élaborée en cinq parties distinctes traitant chacune les principaux points suivants :
- S95.01 :

Terminologies et modèles, modèle objets, la portée et l'impact du MES, l'organisation des flux de l'entreprise, les généralités sur les interfaces avec l'ERP/GPAO, le partage des informations dans l'organisation.

- S95.02 :

Attributs des différents objets du modèle décrits dans la S95.01 ainsi que la structure des données d'échanges.

- S95.03 : Description des modèles d'activité pour la gestion des opérations de fabrication.
- S95.04 :

Description des modèles d'objet et leurs attributs pour la gestion des opérations de fabrication.

- S95.05 :

Definition des transactions entre les applications "métier" et les activités associées au niveau 3 (MES) et 4 (Gestion).

CONCLUSION
La norme S95 a pour but de mieux appréhender la mise en place d'un système d'information dédié au contrôle de la production. Elle facilite les choix stratégiques à mettre en place dans le cadre d'un schéma directeur ou d'une étude préalable, en précisant la nature et la portée des différents systèmes. Elle apporte une vision claire et précise des interfaces et de leur mise en oeuvre avec le système de gestion de l'entreprise.