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Optimisation des stratégies de production intégrant les aspects santé et sécurité au travail : cas de la transformation du granit

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Dongmo Tambah, Kevin Gildas (2020). Optimisation des stratégies de production intégrant les aspects santé et sécurité au travail : cas de la transformation du granit. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Ce mémoire présente un travail qui vise à développer une stratégie de planification de la production dans le but d’optimiser les coûts tout en tenant compte de la santé et la sécurité des employés. Le système manufacturier étudié est spécialisé dans la transformation du granit. Ce procédé est responsable de la production des particules de silice cristalline qui, une fois inhalées, vont provoquer la maladie pulmonaire connue sous le nom de silicose. Afin de réduire l’exposition à ces particules de silice cristalline, les industriels doivent implémenter dans leurs systèmes de production des mesures de prévention nécessaires et efficaces. Ces mesures représentent un investissement qui va accroître le coût total de production. Cela dit, les manufacturiers doivent donc revoir leur stratégie de production afin de tenir compte des coûts occasionnés par la santé et la sécurité au travail.

La première partie de cette étude vise à intégrer dans le système manufacturier les méthodes de réduction des particules en vue d’établir une stratégie d’optimisation qui tient compte de la santé de l’opérateur exposé aux particules de silice émisses durant l’usinage. Le système est constitué d’une machine de production à laquelle sont associés deux équipements de protection qui visent à réduire la concentration de la silice cristalline en dessous de la limite prévue par la réglementation. L’ensemble est soumis à des pannes et réparations aléatoires. Le produit fini obtenu est un bloc de granit poli utilisé pour la fabrication des comptoirs de cuisine. Malheureusement, les mesures de prévention adoptées se dégradent avec le temps augmentant ainsi le risque d’exposition aux particules de silice cristalline.

La deuxième partie du travail a pour but d’intégrer la dégradation des équipements de réduction de poussières ainsi que la contrainte de la limite d’exposition professionnelle dans la modélisation du système manufacturier. Le système est décrit par un processus Markovien non homogène. Une approche de recherche simultanée des stratégies de production et de maintenance préventive est adoptée dans le but de déterminer les politiques optimales de production et de remplacement. La maintenance préventive vise à assurer la disponibilité et l’efficacité des mesures de prévention afin de respecter la valeur limite d’exposition professionnelle prévue par la réglementation. Une étude menée par l’IRSST montre que près d’un quart d’accident au travail survient lors des activités de maintenance.

Afin de réduire ce nombre d’accidents, nous avons dans la dernière partie de ce mémoire intégré le cadenassage dans la modélisation du système manufacturier ceci dans le but d’assurer la sécurité du personnel de maintenance. Pour éliminer tout risque de démarrage prématuré lors des interventions sur l’équipement, nous avons considéré le cadenassage comme une étape à part entière. La modélisation a été faite par la chaîne de Markov non homogène. Dans toutes les trois parties de ce mémoire, la solution optimale du problème posé est atteinte par le biais des équations d’Hamilton-Jacobi-Bellman. Une analyse de sensibilité est ensuite faite pour confirmer les résultats obtenus.

Titre traduit

Optimization of production strategies integrating occupational health and safety aspects: the case of granite processing

Résumé traduit

This thesis presents work that aims to develop a production planning strategy to optimize costs while taking into account the occupational health and safety of employees. The manufacturing system studied is specialized in the transformation of granite. This process is responsible for the production of crystalline silica particles which, once inhaled, will cause the lung disease known as silicosis. In order to reduce exposure to these crystalline silica particles, manufacturers must implement necessary and effective prevention measures in their production systems. These measures represent an investment that will increase the total cost of production. That said, manufacturers must therefore review their production strategy to take into account the
costs incurred by occupational health and safety.

The first part of this study aims to integrate particulate matter reduction methods into the manufacturing system in order to establish an optimization strategy that takes into account the health of the operator exposed to silica particles emitted during machining. The system consists of a production machine to which two protective equipment is associated in order to reduce the concentration of crystalline silica below the regulatory limit. The whole system is subject to random breakdowns and repairs. The finished product obtained is a block of polished granite used in the manufacture of kitchen countertops. Unfortunately, the preventive measures adopted degrade over time, increasing the risk of exposure to crystalline silica particles.

The second part of the work aims to integrate the degradation of dust abatement equipment as well as the occupational exposure limit constraint in the modelling of the manufacturing system. The system is described by a non-homogeneous Markovian process. A simultaneous research approach of production and preventive maintenance strategies is adopted in order to determine optimal production and replacement policies. Preventive maintenance aims to ensure the availability and effectiveness of preventive measures to meet the regulatory occupational exposure limit value. A study conducted by the IRSST shows that nearly a quarter of occupational accidents occur during maintenance activities.

In order to reduce this number of accidents, the last part of this paper integrates padlocking into the modelling of the manufacturing system in order to ensure the safety of maintenance personnel. In order to eliminate any risk of premature start-ups during equipment interventions, we have considered the lockout as a step in its own right. The modelling was done using the non-homogeneous Markov chain. In all three parts of this paper, the optimal solution to the problem posed is achieved through the Hamilton-Jacobi-Bellman equations. A sensitivity analysis is then performed to confirm the results obtained.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l’École de technologie supérieure comme exigence partielle à l’obtention de la maîtrise avec mémoire en génie des risques de santé et sécurité au travail". Comprend des références bibliographiques (pages 161-167).
Mots-clés libres: systèmes manufacturiers, commande optimale stochastique, planification de la production, maintenance préventive, silicose, cadenassage
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Kenné, Jean-Pierre
Codirecteur:
Codirecteur
Songmene, Victor
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt: 13 janv. 2021 18:12
Dernière modification: 13 janv. 2021 18:12
URI: https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2596

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