Ordonnancement dans les ateliers de production

ORDONNANCEMENT DANS LES ATELIERS DE PRODUCTION

Le problème d’ordonnancement consiste à organiser dans le temps la réalisation d’un ensemble de tâches, compte tenu de contraintes temporelles (délais, contraintes d’enchaînements…) et de contraintes portant sur l’utilisation et la disponibilité des ressources requises.

L’ordonnancement est un processus de décision qui apparaît dans la plupart des systèmes de production et de transport ainsi que dans la gestion de projet. Contrairement aux systèmes de production mono produit ou aux ateliers gérés en Kanban où les flux de produit s’écoulent naturellement et doivent en principe s’autoréguler, l’ordonnancement trouve sa place essentiellement dans tous les ateliers ayant une production diversifiée en flux poussé, gérée par des ordres de fabrication.

TYPES D’ORDONNANCEMENT

Pilotage de la production :
L’objectif final de l’ordonnancement est avant tout de piloter la production de l’entreprise. Ce pilotage peut être :
→ Centralisé, dans ce cas, il est réalisé par la fonction ordonnancement de l’entreprise.
→ Décentralisé, dans ce cas, il est réalisé au pied de chaque poste de travail.

Ordonnancement centralisé :
Dans le cas d’un ordonnancement centralisé, qui correspond au type le plus répandu dans les entreprises. Cette solution a l’avantage de proposer un planning d’atelier très complet mais a l’inconvénient de centraliser la prise de décision.

Ordonnancement décentralisé :
Dans un ordonnancement décentralisé, ou local, la décision est prise en fonction d’informations sur les lots en attente devant un poste de charge sans avoir à considérer la situation des autres files d’attente. Cette solution a l’avantage de réduire, quelquefois, les délais de réalisation mais a l’inconvénient de ne pas régler le problème de la gestion des capacités des postes et de ne pas fournir un planning d’atelier de synthèse.

DIFFÉRENTES CONTRAINTES RENCONTRÉ EN ORDONNANCEMENT

On trouve plusieurs contraintes liées à l’ordonnancement :
→ Technologiques : une tâche ne peut débuter que lorsque d’autres sont achevées.
→ Commerciales : certaines dates doivent être achevées pour une date fixée.
→ Matérielles : une machine ne peut traiter qu’une machine à la fois.
→ De main d’œuvre : effectif limité.
→ Financières : budget limité.

Pour la modélisation, on utilise généralement le diagramme de GANTT.

Le diagramme de GANTT
C’est une méthode fort ancienne puisqu’elle date de 1918 et pourtant encore très répandue mais sous des formes et sur des applications résolument modernes.

Elle consiste à déterminer la meilleure manière de positionner les différentes tâches d’un projet à exécuter, sur une période déterminée, en fonction :
→ Des durées de chacune des tâches ;
→ Des contraintes d’antériorité existant entre les différentes tâches ;
→ Des délais à respecter ;
→ Des capacités de traitement.

Présentation de la technique GANTT
Comme nous l’avons détaillé précédemment, il faut commencer par :
→ Se fixer le projet à réaliser ;
→ Définir les différentes opérations à réaliser ;
→ Définir les durées de chacune des opérations ;
→ Définir les liens entre ces opérations.

Les règles de priorité pour résoudre les problèmes d’ordonnancement
Parmi les méthodes les plus utilisées pour ordonnancer en temps réel les ateliers nous avons la gestion des files d’attente par des règles de priorité. En effet, dans un grand nombre d’ateliers, les responsables des lancements ne raisonnent pas en terme de priorité mais raisonnent qu’en terme de capacité, pour cela de nombreux ordres prennent du retard et finissent par devenir urgents. Dans ces conditions, seuls les ordres urgents pilotent l’atelier et provoquent une surcharge à très court terme que la capacité de l’atelier ne peut résorber. Pour éviter ce genre de situation, on ne doit donc pas se contenter d’accélérer les ordres urgents, mais on doit aussi retarder les ordres devenus entre-temps moins urgents. Dans ce cas, il peut apparaître nécessaire de définir l’ordre de priorité des travaux pour suivre l’évolution de ces priorités. Pour cela, il existe des règles appelées règles de priorité des files d’attente qui vont faire la gestion de ces files d’attente.

Définition :
Les règles de priorité permettent de choisir parmi une liste de lots en attente le prochain lot à traiter ou exécuter sur la machine en fonction de critères locaux (données dépendant uniquement du lot) ou plus globaux (prenant en compte tout ou une partie de l’état du système). Il existe un nombre important de règles de priorité utilisées dans la recherche et dans l’industrie. Parmi ces règles de priorité nous pouvons citer : First In First Out (FIFO), Shortest Processing Time (SPT), Longest Processing Time (LPT), Earliest Due Date (EDD). Le choix d’une règle de priorité peut se faire en fonction de ses performances par rapport à un critère d’évaluation, de son coût de mise en œuvre, ou des deux.

Les principaux critères d’évaluation
L’objectif d’un ordonnancement, qu’il soit prévisionnel ou temps réel, dynamique ou statique, est d’optimiser un certain nombre de critères de performances (basés sur le temps de cycle, les en-cours, le retard, le taux de production…). Pour juger de l’efficacité d’une stratégie à atteindre les objectifs fixés, on prend en compte un certain nombre de mesures de performance issues des critères d’évaluation (temps de cycle moyen, retard maximum…). La littérature spécialisée propose un grand nombre de critères d’évaluation et de mesures de performance associées.

Critères d’évaluation et mesures de performance
Kiran et Smith (1984), Ramasesh (1990) et Boucon (1991) ont classé les critères d’évaluation en trois groupes basés sur :
→ Les dates échéances (ou dates au plus tard).
→ La charge, les temps de cycle, les en-cours.
→ Les coûts.

Nous présentons une liste des mesures de performance les plus utilisées. Les notations suivantes sont utilisées :
→ Ci : Date de fin effective du job i.
→ ri : Date de disponibilité du job i.
→ di : Date due du job i.
→ Ni : Nombre d’opérations initiales du job i.
→ f : Ensemble des jobs terminés.