Problème:
La montée en puissance de nouveaux produits dans l’industrie aéronautique est un processus complexe en raison du nombre élevé de changements qui surviennent aussi bien dans le produit que dans le processus de production au stade de la fabrication, ce qui peut allonger considérablement les délais de livraison des avions. De plus, la fabrication des avions est complexe, avec des produits en petite série qui sont hautement personnalisés en fonction des besoins du client, ce qui rend le lancement d’un nouveau produit encore plus difficile. Aujourd’hui, les montées en puissance sont devenues plus fréquentes car le cycle de vie moyen du produit se raccourcit. De ce fait, les montées en puissance peuvent représenter un défi majeur pour les ingénieurs de production de l’industrie aéronautique.
Le Groupe Airbus Group s’est joint au projet de l’Union Européenne ARUM (Adaptive Production Management – gestion de la production adaptative), qui a pour but de créer une solution IT pour la réduction des risques, la prise de décision et la planification pendant les montée en puissance du nouveau produit. Le projet vise principalement les industries de l’aéronautique et de la construction navale.
La solution ARUM intègre une phase de simulation, parce que cela permet aux participants de reproduire l’expérience des installations de production réelles (en fonction du cas concret fourni par le Groupe Airbus), et de disposer d’une référence pour les tests de la solution ARUM. Le logiciel de simulation AnyLogic a été sélectionné pour sa capacité à combiner les modèles basés sur les agents avec une approche par les événements discrets.
Solution:
Le modèle de simulation incluait une partie de la ligne de montage de l’Airbus A350 de Hambourg où deux pièces du fuselage étaient terminées. Cette partie de la ligne consistait en six stations de montage avec 30-35 personnes travaillant sur chacune et approximativement 300 commandes par station. Le défi consistait à simuler le processus de montée en puissance dans lequel la productivité générale augmente au fil du temps, la période complète de montée en puissance pouvant durer jusqu’à deux ans.
ARUM solution structure.
Le modèle basé sur les agents et sur les événements discrets était composé de trois types d’éléments:
- La ligne de flux, qui incluait des stations de travail, chacune avec ses propres ressources physiques et de main d’œuvre. Les stations étaient modélisées sous forme d’agent.
- Les produits (sections), traversant les parties de la ligne de flux. Chaque section requérait de 200 à 600 commandes assignées aux stations. Les commandes de travaux étaient des tâches qui nécessitaient des matériaux et ressources spécifiques. Lorsqu’une section pénètre dans une station, elle commence à traverser les processus de travail à l’aide de la bibliothèque de modélisation du processus, puis elle part vers la prochaine station, et enfin, vers les lignes de montage d’une ville différente, qui n’était pas modélisée.
- Le modèle de contrôle incluait des plans qui étaient parfois affectés par des perturbations. L’agent contrôleur modélisait le comportement complexe des gestionnaires humains réagissant aux événements perturbateurs par des stratégies de contrôle.
Entre autres, les stratégies de contrôle incluaient des alternatives de politiques de travail ouvertes. Cela signifiait que si une partie du travail ne pouvait être réalisée à ce moment, elle pourrait être retardée jusqu’à un autre point, tandis que le produit continuait à se déplacer au-delà de cette ligne de montage jusqu’à l’installation de l’autre ville. Dans ce cas, les travailleurs de Hambourg devaient voyager jusqu’à l’usine de l’autre ville pour terminer le travail (stratégie du «travail voyageur»). Alternativement, le travail pouvait être suspendu jusqu’à ce que la perturbation soit résolue (stratégie «arrêt et correction»).
Les perturbations qui se produisaient pendant la montée en puissance incluaient:
- La charge de travail et l’allocation des ressources déséquilibrées à cause de la courbe d’apprentissage des employés et du fait que la même ligne produisait des produits différents.
- Des non-conformités ou des modifications de conception, car la production commençait souvent avec un produit qui n’était pas complètement préparé.
- Des matériaux manquants ou des incompatibilités de matériaux à cause de modifications tardives de la conception.
Les statistiques du modèle mesurées comprenaient le délai de livraison de l’avion, la quantité de travail voyageur utilisé, et les taux d’utilisation des ressources (travail, matériaux et stations).
Les experts ont créé un modèle facile à comprendre et à réutiliser, et cela a été intégré dans l’architecture de la solution ARUM. Cela inclut la visualisation de la ligne de montage.
Simulation model structure.
Résultats:
Le modèle a été lancé pour simuler l’impact des stratégies d’atténuation de la perturbation actuellement appliquées à l’usine de montage de l’Airbus, en incluant les stratégies «arrêt et correction» et «travail voyageur».
Les modélisateurs ont testé plusieurs scénarios de montée en puissance avec différents ensembles de plans de production. Ils ont également essayé plusieurs ensembles de perturbations basés sur les données historiques, y compris des scénarios extrêmes.
Le modèle sera utilisé pour comparer des plans suggérés par la suite ARUM aux pratiques actuelles de management. Ceci permettra de développer de meilleures stratégies d’atténuation pour les montées en puissance des industries de fabrication aéronautique et navale.