Conception conjointe des politiques de contrôle de production, de qualité et de maintenance des systèmes manufacturiers en dégradation

La gestion de la production, le contrôle de la qualité et la planification de la maintenance sont les trois principales fonctions de la gestion des opérations dans les usines manufacturières. Dans la pratique, ces trois fonctions sont souvent gérées séparément, bien qu'elles soient, en réalité, étroitement inter-reliées. Plusieurs recherches ont été menées depuis des décennies afin de concevoir et d'optimiser conjointement les politiques de contrôle de la production, de la qualité et de la maintenance. Cette tendance est motivée par le fait que les politiques d'intégration des trois fonctions permettent d'améliorer la productivité et de réduire considérablement les coûts. Cependant, dans la quasi-totalité des modèles d'intégration dans la littérature, seulement deux fonctions sont intégrées à la fois. De plus, pour des raisons de simplification, ces modèles sont basés sur certaines hypothèses simplificatrices et irréalistes pour modéliser la dégradation de la qualité des produits et de la fiabilité des machines. Par exemple, ces modèles négligent souvent l'impact des opérations de production sur l'intensité de dégradation, mais aussi la corrélation entre les dégradations de la qualité et de la fiabilité. Par ailleurs, les politiques de contrôle de la qualité utilisées dans ces modèles sont soit les cartes de contrôle, soit le contrôle à 100%. Toutefois, l'intégration des plans d'échantillonnage, qui représentent une branche importante de Contrôle Statistique de la Qualité, avec les politiques de production et de maintenance n'a pas été étudiée encore dans la littérature. Ces plans sont largement utilisés dans l'industrie depuis longtemps afin d'éviter le coût excessif du contrôle à 100% et d'assurer en même un contrôle statistique de la qualité des produits livrés. Cette thèse s'intéresse au problème de conception conjointe des politiques de contrôle de la production, de la qualité et de la maintenance. L'objectif principal de la recherche est d'intégrer les plans d'échantillonnage avec les politiques de production et de maintenance des systèmes où la qualité et la fiabilité sont les deux sujettes à la dégradation. Nous proposons une approche pratique de modélisation et d'optimisation de ces politiques qui permet de prendre en considération la dynamique complexe de la dégradation telle que dans la réalité des systèmes manufacturiers. En outre, nous étudions les propriétés statistiques des plans d'échantillonnage afin de montrer comment des informations pertinentes fournies par ces plans peuvent être intégrées dans la planification des activités de maintenance préventive afin d'améliorer les performances globales des systèmes manufacturiers. Les contributions scientifiques réalisées dans le cadre de cette thèse sont présentées sous forme de quatre articles de revue. Le premier article introduit un modèle d'intégration du plan d'échantillonnage simple avec la commande de la production pour un système de fabrication par lots. Ce modèle vise essentiellement à étudier les interactions entre les paramètres du plan d'échantillonnage et les paramètres de gestion de la production tels que la taille du lot de production et le stock de sécurité. Ensuite, une extension de ce modèle est proposée dans le deuxième article afin de considérer l'aspect dynamique de la dégradation de la qualité et de la fiabilité en fonction des opérations de production et d'intégrer une politique de maintenance préventive. L'objectif est d'optimiser conjointement les paramètres de contrôle de la production, de la qualité et de la maintenance de façon à minimiser le coût total des opérations, tout en respectant une contrainte sur la qualité après-contrôle. De plus, cet article vise à montrer l'utilité des informations issues du plan d'échantillonnage simple pour la surveillance de la qualité de la production et pour l'organisation des actions de maintenance préventive. Une analyse comparative de l'utilisation de plan d'échantillonnage par rapport au contrôle à 100% est aussi fournie afin de quantifier les gains économiques qui en découleraient. Le troisième article propose une approche d'intégration du plan d'échantillonnage continu de type-1 (CSP-1) avec les politiques de production et de maintenance préventive pour les systèmes de production continue. L'objectif est d'étendre l'applicabilité du plan CSP-1 aux processus de production en dégradation, puisqu'il est actuellement applicable seulement aux processus stables. Un autre objectif de cet article est de quantifier les bénéfices de l'utilisation de CSP-1 par rapport au contrôle à 100%, et de montrer aussi comment le couplage de CSP-1 avec la maintenance préventive permet d'améliorer les performances des systèmes en dégradation. Finalement, le quatrième article introduit un modèle de contrôle conjoint de la production, de la qualité et de la maintenance d'une ligne de production dont les machines sont sujettes à la dégradation. En plus, les machines peuvent tomber en panne à cause des pièces non-conformes fabriquées dans les processus en amont. L'objectif est de montrer l'importance de la corrélation entre les dégradations de la qualité et de la fiabilité dans la modélisation de la dynamique des systèmes manufacturiers, et d'étudier l'effet de cette corrélation sur les paramètres optimaux du contrôle de la production, de la qualité et de la maintenance. Le second objectif de cet article est de montrer que les activités de maintenance et de contrôle de la qualité à un certain niveau de la ligne de production contribuent aussi à l'amélioration de la fiabilité des machines en aval.