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Optimisation des politiques de surveillance par l'intégration du cadenassage/décadenassage dans la gestion de la capacité de production

Emami-Mehrgani, Behnam (2012). Optimisation des politiques de surveillance par l'intégration du cadenassage/décadenassage dans la gestion de la capacité de production. Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Ce travail vise à développer une stratégie optimale de gestion de la production dans le but de minimiser les coûts de production tout en tenant compte de l’aspect sécurité par le biais du cadenassage/décadenassage (C/D) durant les étapes de maintenance corrective et préventive. Dans la littérature, des études qui traitent de l’intégration du C/D et de la gestion de production sont presque inexistantes. De plus, dans le contexte actuel de l’industrie, beaucoup de dirigeants et travailleurs pensent, à tort, que la planification et la réalisation des différentes procédures de C/D prend beaucoup de temps. Par conséquent, ce temps de production inactif est perçu comme diminuant la performance de l’entreprise vis-à-vis la cadence de fabrication planifiée. Pour pallier à ce problème le concept novateur de :"mean time to lockout/tagout (MTTLT)" a été développé. Le concept novateur du MTTLT consiste à prendre en considération le temps de C/D en fonction des niveaux d'inventaires pour un système manufacturier afin de trouver une politique optimale. Ce concept permet d'une part de diminuer les coûts totaux de production, comprenant les coûts d’inventaire, de pénurie et de maintenance sur un horizon infini et d'autre part d'augmenter le niveau de sécurité des travailleurs. Cette thèse est présentée en trois (3) phases :

En premier lieu, le projet vise à intégrer le concept novateur du MTTLT dans la gestion de la capacité de production sous forme de deux travaux. Tout d'abord, le MTTLT a été assimilé pour un système en redondance passive (deux machines, non-identiques produisant un seul type de pièce). Une modélisation a été faite par la chaîne de Markov homogène, et une résolution numérique à travers des équations différentielles d'Hamilton-Jacoby-Bellman (HJB) a conduit à la solution du système étudié. Nos résultats ont été validés par le biais d’une analyse de sensibilité.

En deuxième lieu, l'influence de contrôle du MTTLT a été présenté pour une ligne de production constituée de trois machines (deux machines sous forme redondance passive et une troisième machine en série avec les précédentes) produisant un type de pièce. Une modélisation a été faite par la chaîne de Markov homogène. Les outils utilisés à l'étape précédente ont servi à résoudre ce cas. Le modèle de simulation a été également utilisé afin de déterminer les coûts afférents à chaque combinaison obtenue par le biais du plan d’expérience. Partant de ces coûts, une analyse de régression a été faite pour trouver la nouvelle commande optimale du problème d’optimisation considéré. Et pour illustrer l’utilité de nos résultats, une analyse de sensibilité a été effectuée.

En troisième lieu, ce travail s’est concentré sur la modélisation du MTTLT et l'erreur humaine pour un sytème manufacturier flexible (FMS). La modélisation de l'erreur humaine a été effectuée par une chaîne de Markov non-homogène, pour un système en redondance passive produisant une seule pièce. La solution a été exposée par le biais des équations d'HJB et nos résultats ont été confirmés par une analyse de sensibilité.

Titre traduit

Optimization of monitoring policy by integration of lockout/tagout in production capacity control

Résumé traduit

This work aims to develop an optimal strategy for production control in order to minimize production costs while taking into account occupational safety aspects through lockout / tagout during corrective and preventive maintenance activities. In the scientific literature, studies that address the integration of the lockout/tagout and production control are almost nonexistent. In addition, currently in industry, many managers and workers mistakenly believe that planning and carrying out the various lockout / tagout procedures takes a long time. Therefore, this idle production time is perceived as reducing the company's performance towards the planned production rate. To overcome this problem the innovative concept of "mean time to logout / tagout (MTTLT)" has been developed. The innovative concept of MTTLT is to be considered the lockout / tagout time according to the inventories levels for a manufacturing system to find an optimal policy. This concept allows on the one hand to reduce total production costs including inventory, shortage and maintenance costs over an infinite horizon and on the other hand to increase the safety worker level. This thesis is presented in three stages:

In the first stage, the project aims to integrate the innovative concept of MTTLT into production capacity control. The MTTLT has been applied to a passive redundancy system (two machines, non-identical producing one type of part). A model has been presented using a homogeneous Markov chain, and the numerical solution of the Hamilton-Jacoby-Bellman (HJB) differential equations has provided the solution for our manufacturing system. Our results have been validated through a sensitivity analysis.

In the second stage, MTTLT control has been applied to a production line consisting of three machines (two machines as passive redundancy and a third machine in series with the previous ones) producing one type of part. A model has been presented using an homogeneous Markov chain. The same tools used in the previous stage have also been used to solve this case. In this case, the simulation model has also been used to determine the costs associated with each combination obtained through the experimental design. Based on these costs, a regression analysis has been conducted to find the new optimal control of the optimization problem under consideration. To illustrate the usefulness of our results, a sensitivity analysis has been performed.

In the third stage, this work focused on MTTLT and human error modeling for a FMS. Human error has been presented using a non-homogeneous Markov chain for a manufacturing system with passive redundancy producing one type of part. The solution has been obtained through the HJB equations and results have been confirmed by a sensitivity analysis.

Type de document: Mémoire ou thèse (Thèse de doctorat électronique)
Renseignements supplémentaires: "Thèse par articles présentée à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention du doctorat en génie". Comprend des Réf. Bibliogr.
Mots-clés libres: Production. Gestion. Coût. Contrôle. Redondance (Ingénierie). Sécurité du travail. Systèmes manufacturiers, Mean time to lockout/tagout. MTTLT, Gestion de la capacité, Redondance passive, Erreur humaine, Maintenance corrective, Maintenance préventive.
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Nadeau, Sylvie
Co-directeurs de mémoire/thèse:
Co-directeurs de mémoire/thèse
Kenné, Jean-Pierre
Programme: Doctorat en génie > Génie
Date de dépôt: 28 août 2012 13:17
Dernière modification: 03 mars 2017 22:56
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1051

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