Mettre en place un système de traçabilité pour suivre ses opérations de production

La traçabilité d'un processus de fabrication est l'établissement d'un bilan qui enregistre toutes les données le concernant. Cela permet d'analyser et de rétablir les conditions présentes lors de son exécution. Les données collectées et archivées doivent être reliées entre elles d'une manière qui a du sens. Plus les données sont cohérentes, plus leur lien avec la traçabilité sera clair.

Les enjeux de la traçabilité des opérations.

Avant de savoir comment assurer la traçabilité des opérations de fabrication, demandons-nous pourquoi elle est nécessaire. La raison la plus fondamentale de la traçabilité est qu'un fabricant respecte son cahier des charges, c'est-à-dire qu'il s'assure que les produits sont fabriqués au moment où ils sont censés l'être et non en avance ou en retard par rapport au calendrier.

La traçabilité des opérations permet de contrôler le processus et assure ainsi la conformité aux normes de qualité de la production.

Ces dernières années, les préoccupations réglementaires - en particulier celles liées à la sécurité des consommateurs - ont exigé la traçabilité des produits et des opérations dans une variété d'industries, notamment la production alimentaire, les produits pharmaceutiques et la fabrication automobile.

En plus de la traçabilité des opérations, il est également nécessaire de suivre les matériaux et les produits tout au long de la production, à la fois pour suivre un produit fini à travers ses étapes et pour suivre toute modification apportée en cours de route.

Dans cet article, nous examinerons quelques façons de mettre en œuvre le concept de traçabilité des opérations et montrerons comment il est essentiel dans la gestion quotidienne de l'informatique.

En matière de traçabilité totale (matériaux et opérations), la plus grande difficulté réside souvent dans l'identification de tous les flux de matériaux d'une usine plutôt que dans la mise en œuvre de solutions informatiques.

Quelles sont les données nécessaires pour caractériser une opération de fabrication ?

Une opération de fabrication est une étape de transformation, au cours de laquelle des matériaux ou des produits subissent un traitement spécifique. Par exemple :

• Une récupération de matière depuis une citerne vers un tank,
• Un procédé de pasteurisation ou de thermisation,
• Une opération d’usinage,

Une opération est une activité temporaire avec des points de départ et d'arrivée distincts ; la durée d'une opération peut varier de quelques secondes à plusieurs jours.

Les paramètres qui définissent un cycle de production - les points de départ et d'arrivée, ainsi que les données caractérisant l'opération - doivent être enregistrés afin de pouvoir servir ultérieurement de preuve de ce qui s'est passé au cours d'un processus de lot, si nécessaire.

Ces données peuvent être regroupées en plusieurs catégories :

Les paramètres utilisés pour produire :

• les paramètres du matériau ou de la pièce, y compris le numéro de lot.
• les paramètres comprennent la recette, la formulation et les dimensions.

Données de suivi et contexte de fabrication :

• les mesures physiques - telles que les températures, les pressions, les débits - peuvent être utilisées pour contrôler le respect des réglages et des dosages.
• les alarmes telles que le dépassement des valeurs seuils, les pannes d'équipement (disjonction ou rupture mécanique),
• les commentaires de l'opérateur, le cas échéant, et la qualification de l'opération par l'opérateur doivent être inclus dans ce document.

La traçabilité est rendue possible par la relation qui peut être établie entre une opération et l'ensemble de ses paramètres, ainsi que toute donnée pertinente : Le produit ; la plage de fonctionnement ; l'écart par rapport à la consigne (variable de procédé) ; les incidents ou alarmes en cours d'exécution....

Une stratégie informatique à plusieurs niveaux.

Avant de mettre en place une traçabilité de la production, il faut d'abord créer et mettre en œuvre sa politique de traçabilité. Une fois cela fait, l'étape suivante devrait être de développer une stratégie informatique qui permettra de collecter et de transporter les informations à partir des moyens physiques de stockage.

Afin d'imaginer un chemin réalisable depuis la version la plus élémentaire de la traçabilité sur papier jusqu'au système de suivi entièrement automatisé décrit précédemment, nous avons choisi ici de décomposer les stratégies possibles en trois niveaux.

Stade 1: vous enregistrez pendant le processus de votre travail.

Pour faire la traçabilité, il faut au moins collecter les informations qui caractérisent une opération. Nous enregistrons les paramètres de l'opération (paramètres des matériaux/parties et réglages/dosages) :

• soit sous forme de fiches (souvent Excel ou papier), les autocollants des gammes opératoires sur le poste de travail et les fiches navettes pour diriger la production.
• soit via votre ERP ou votre GPAO,
• soit via le journal de bord d'une supervision (SCADA). L'unité SCADA est reliée à des capteurs qui surveillent les équipements en temps réel.

Nous enregistrerons les données contextuelles de fabrication qui nous permettent de suivre le bon respect des réglages et de caractériser la qualité/conformité (mesures physiques, alarmes, commentaires des opérateurs).

Ces données proviennent de différentes sources (supervision, console du pied de la machine), ou sont même prises manuellement (mesures de température et commentaires).

Les données sont stockées dans de nombreux formats et endroits différents, dans l'espoir qu'elles seront utiles à un moment donné dans le futur.

Pour ce faire, vous devrez aller chercher manuellement les informations à plusieurs endroits, par exemple dans des bases de données ou des journaux de bord. Vous pouvez ensuite relier ces sources entre elles en utilisant des horodatages. L'analyse (des anomalies ou d'autres modèles) doit également être effectuée manuellement.

Nous recherchons les données qui ont été saisies dans la base de données pendant une certaine période.

C'est un premier niveau de traçabilité, mais son traitement peut être long, fastidieux et source d'erreurs. Cela pose des problèmes dans les situations de crise où le temps de réaction est essentiel.

Stade 2, les opérations seront automatiquement associées aux données relatives au processus de fabrication.

L'inconvénient du niveau 1 est que l'association entre les opérations et les données de fabrication (paramètres, contextuelles et de suivi) doit être effectuée manuellement.

Pour être efficace et garantir la fiabilité, il est nécessaire de relier les informations entre les différentes bases de données. Par conséquent, la stratégie de niveau 2 se concentre sur la création d'une base de données unique, structurée et consultable.

L'agrégation de données multi-sources permet de découvrir les relations entre les informations.

Possibilité n°1 :

Chaque système collecte et enregistre ses propres informations, par exemple le numéro de lot ou la formulation par GPAO. Le système de supervision collecte ensuite les données d'autres systèmes (comme les alarmes) qui sont agrégées dans une base de données unique selon des règles préalablement établies.

La restitution et l'analyse des données seront effectuées dans un logiciel d'analyse conçu à cet effet, mais pas nécessairement spécifique à la traçabilité : le regroupement des informations par date (début ou fin) est acceptable.

Trois limites apparaissent :

•  Les systèmes d'information ont besoin de technologies d'échange de données pour pouvoir communiquer entre eux.
• L'interconnexion des systèmes étant très fragile, les mises à jour d'un système peuvent causer des problèmes aux autres système
• Si les besoins d'analyse changent, il peut être nécessaire de modifier vos règles d'agrégation, voire de connecter vos systèmes à une autre base de données.
•  

Possibilité n°2 :

Les données sont collectées dans chaque système et stockées directement dans une base de données unique d'un logiciel de traçabilité. L'agrégation se fait à la source, ce qui simplifie la maintenance et les mises à jour.

La limite des logiciels de traçabilité est qu'ils se concentrent uniquement sur le suivi et n'offrent pas les capacités d'analyse nécessaires pour gérer efficacement la chaîne d'approvisionnement d'une entreprise.

Le stade 3 implique l'automatisation des étapes et des phases de fabrication.

Au niveau 2, nous pouvons suivre non seulement le flux matériel des matières premières, des produits intermédiaires et des produits finis, mais aussi la manière dont ces produits sont liés à d'autres processus de production, c'est-à-dire la manière dont ils sont utilisés dans des opérations telles que la logistique du transport ou l'assistance à la clientèle.

L'analyse de la traçabilité est beaucoup plus facile et efficace puisque le recoupement peut être fait avec toutes les opérations. Il n'y a pas de différences significatives entre les niveaux 2 et 3, en termes de stratégie informatique.

Le défi sera d'établir le diagramme de flux de production et d'identifier les outils de gestion conçus pour l'enregistrer.

Si nous utilisons un logiciel de traçabilité et l'agrégation des sources, nous pouvons commencer au niveau 3 en utilisant le numéro de lot du produit comme entrée pour chaque opération.

De ce fait, un lot peut être considéré comme entier (s'il a subi des opérations telles que la pasteurisation et la stérilisation).

Le rapport énumère toutes les étapes de la création et de la production d'un produit, détaillant tout, des matières premières utilisées aux machines employées.

Nous voyons ici qu'une stratégie de niveau 2 est suffisante pour démarrer une traçabilité de niveau 3.

Ne pas se tromper de cible !

Lors de la mise en œuvre d'un projet de traçabilité, il est courant de voir les organisations se concentrer sur l'automatisation de la collecte d'informations plutôt que de donner la priorité à la qualité des données et à la pertinence du contenu.

L'automatisation de la traçabilité ne se limite pas à la collecte et au stockage des données ; elle implique également l'automatisation des liens entre les opérations de fabrication, par exemple pour savoir quelle machine a produit quelle pièce ou d'où proviennent les matériaux.

Toutes les données nécessaires à la qualification d'un processus sont associées à une opération et correctement archivées afin de pouvoir être utilisées sans omissions ni erreurs.

En conclusion

Si une entreprise choisit une stratégie informatique pour mettre en œuvre une traçabilité conforme à ses obligations en matière de qualité et de réglementation, elle doit également examiner comment l'automatisation offre le meilleur moyen de relier les informations dans tous les domaines de l'organisation.

Ensuite, qu'il s'agisse d'utiliser une agrégation dans un outil d'analyse généraliste ou à la source, il s'agit de choisir l'approche qui correspond le mieux à votre technologie et à vos compétences existantes.

Le logiciel dédié offre l'avantage d'une maintenance et de mises à jour simples et d'une interface de traçabilité conçue pour être facile à utiliser.