Conception pour la fabrication : penser « allégé » dès le début

lean-manufacturingLes fabricants sont constamment à la recherche de méthodes permettant de concevoir plus rapidement et à moindre coût des produits de meilleure qualité. Les consommateurs ont la possibilité de choisir parmi un nombre de produits sans précédent, et dans l’économie mondiale actuelle, ils gardent toujours à l’esprit la question du coût lorsqu’ils achètent un nouveau produit. Pour les fabricants, l’un des moyens les plus rapides et les plus sûrs de réduire les coûts du cycle de développement de produits consiste à réduire les coûts de fabrication.

La pratique de la fabrication allégée débute dès les toutes premières phases de la conception. Lors de séances de brainstorming, les concepteurs peuvent imaginer des produits révolutionnaires dont les rendus photoréalistes brillants sont de toute beauté. Mais dans la réalité, la fabrication de ces nouveaux produits captivants peut s’avérer démesurément chronophage et/ou coûteuse. Il se peut aussi qu’une entreprise n’ait pas les ressources nécessaires, en termes d’équipement ou de technologie, pour en assurer la fabrication.

Ce concept, souvent dénommé « Conception pour la Fabriquer » (DFM), n’a rien de bien nouveau. Avec l’augmentation des coûts de fabrication et de la concurrence, toutefois, un nombre croissant de fabricants le considèrent avec intérêt. La conception pour la fabrication implique une prise en compte simultanée des objectifs de conception et des contraintes de fabrication afin d’identifier les problèmes de fabrication au moment de la conception des pièces. Cela a pour conséquence de réduire les délais de développement des produits tout en améliorant leur qualité.

La mise en place d’une approche systématique visant à simplifier l’assemblage et la fabrication des conceptions dès le début du processus de développement peut aider les fabricants à réduire les coûts de main-d’œuvre et le nombre des pièces, à réduire considérablement les temps d’assemblage et à diminuer les coûts de développement et la durée du cycle de développement de produits.  Tous ces avantages rendent les produits plus compétitifs et améliorent l’efficacité du processus de fabrication.

Facteurs à prendre en considération au tout début

Si de nombreux facteurs sont à prendre en compte au moment de la conception d’un nouveau produit, lors de la phase terminale du développement de produits, les composants et assemblages (à la conception desquels les ingénieurs ont travaillé sans relâche) doivent pouvoir être construits. Plus un produit est complexe, plus sa fabrication le sera. La complexité est souvent source de problèmes et de questions non anticipées qui génèrent des goulots d’étranglement lorsque les conceptions arrivent en atelier.

Chaque composant de l’assemblage est susceptible de comporter un composant défectueux pouvant déboucher sur une nouvelle problématique qui devra être résolue lors de l’assemblage. Le coût total de construction et d’assemblage d’un produit croît avec l’augmentation du nombre de pièces. Le cumul de tolérances, ou écarts de dimensions entre deux éléments d’une pièce, devient plus significatif et peut nécessiter une phase de conception et de fabrication supplémentaire pour permettre une réalisation convenable de l’assemblage. Tout cela s’ajoute au coût final du produit.

Pour réduire les coûts, les fabricants doivent tenter de limiter le nombre de composants constitutifs du produit final. Simplifier la structure produit et les opérations nécessaires à sa réalisation permet de réduire les phases de fabrication et d’assemblage, ce qui revient à diminuer le temps nécessaire à la fabrication du produit. La collaboration entre les concepteurs, les ingénieurs et le personnel de fabrication est essentielle pour déterminer si des composants peuvent être éliminés ou combinés à d’autres, ou encore si la fonction peut être obtenue plus simplement.

Une autre méthode visant à simplifier, et donc à réduire, les coûts et les efforts de fabrication, consiste à utiliser des composants OEM ou standard prêts à l’emploi. Ceci permet également aux fabricants de réduire la quantité de stocks et de standardiser les opérations de manutention et d’assemblage, réduisant par là même les coûts de processus. L’utilisation de composants standard permet également de réduire les coûts d’ingénierie non récurrente (NRE), de limiter les inventaires relatifs aux outils de fabrication et d’obtenir au final des produits de qualité supérieure.

Pour réaliser des conceptions dans l’idée de simplifier la fabrication et l’assemblage, les fabricants devraient favoriser des processus compatibles avec l’intention de conception, les matériaux et les volumes de production. Ils devraient également sélectionner des matériaux compatibles avec les processus de production et permettant de réduire au minimum les temps d’exécution, tout en étant conformes aux exigences fonctionnelles. Les ingénieurs doivent également prendre soin d’éviter tout élément superflu qui exigerait des opérations de traitement supplémentaires et/ou un outillage plus complexe.

Conseils pour une « conception allégée »

 Réduire le coût des matériaux. Les ingénieurs doivent s’attacher à concevoir et à créer des assemblages constitués de pièces courantes et de matières premières communes. Ils doivent en outre toujours chercher comment réduire le nombre de pièces et comment simplifier les conceptions.

Réduire le coût de la main-d’œuvre. Là encore, la simplification des conceptions et la réduction du nombre de pièces des assemblages constituent un moyen facile de réduire les coûts de main-d’œuvre. Les ingénieurs doivent également tenter de faire correspondre les tolérances des produits avec les capacités des processus, et de standardiser les processus.

Réduire au minimum les coûts de conception non récurrents. Différentes méthodes favorisent la réduction de ces coûts, comme par exemple : utiliser des pièces standard et mettre en œuvre des approches telles que les plans d’expériences, l’ingénierie de la valeur et Six Sigma.

Image proposée par urbangarden

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