Comment améliorer le TRS dans l'industrie manufacturière

Le TRS, ou Taux de Rendement Synthétique, demeure la référence absolue pour mesurer l'efficacité des outils et des machines dans un processus de fabrication.

L'amélioration du score de TRS influe directement sur l'efficacité, la performance et la productivité des processus de fabrication — et de l'entreprise dans son ensemble. Mesurer et optimiser le TRS est donc devenu crucial pour les fabricants et les entreprises.

Pourtant, qu'est-ce que le TRS exactement ? Comment les entreprises peuvent-elles le mesurer et le calculer ? Et surtout, comment améliorer notre score de TRS ?
Dans ce guide dédié à l'amélioration du TRS dans les services de fabrication, nous répondrons à ces questions (et bien d'autres). Cet article abordera les points suivants :

• Qu'est-ce que le TRS ?
• Comment calculer le TRS ?
• Stratégies concrètes pour améliorer le score de TRS

Et plus encore.

Entrons sans plus attendre dans le vif du sujet.

TRS : définition

Le TRS, comme nous le savons, signifie Taux de Rendement Synthétique. Il s'agit d'un indicateur utilisé pour mesurer la productivité d'un équipement.

Le TRS est considéré comme l'indicateur de productivité le plus important dans le secteur manufacturier. Par conséquent, mesurer — et améliorer — le TRS devrait être la priorité absolue des fabricants souhaitant accroître la productivité de leur usine et favoriser leur croissance.

Le Taux de Rendement Synthétique se compose de trois éléments distincts :

1. Performance : désigne la vitesse à laquelle un processus de fabrication fonctionne actuellement. Un score de performance de 100 % signifie que l'équipement ou le processus tourne aussi vite que possible, sans ralentissement ni arrêt soudain.
2. Disponibilité : le pourcentage d'arrêts (prévus ou imprévus) survenus pendant le temps de production planifié. Un score de disponibilité de 100 % signifie que le processus fonctionne en continu, sans aucun temps d'arrêt, tout au long du Temps de production planifié.
3. Qualité : désigne le pourcentage de pièces ou de produits conformes (non défectueux) fabriqués au cours d'un processus de production. Un score de qualité de 100 % signifie qu'aucun produit ou pièce défectueux n'est généré pendant

Chacune de ces trois composantes du TRS est mesurée sur une échelle de 0 % à 100 %. Un score de TRS de 100 % signifie que l'équipement ou le processus concerné atteint 100 % en termes de disponibilité, de performance et de qualité, ce qui est, il faut l'admettre, irréaliste dans un environnement de production réel.

Les usines moyennes obtiennent généralement un score de TRS d'environ 60 %, et une usine atteignant 85 % est considérée comme une référence mondiale.

Comment calculer le TRS

1. Calcul simple

Le TRS peut être calculé à l'aide d'une formule simplifiée comme suit :

TRS = (Nombre de pièces conformes x Temps de cycle idéal) / Temps de production planifié

La définition des termes utilisés est la suivante :

• Nombre de pièces conformes : le nombre total de pièces ou de produits non défectueux répondant aux normes du processus de fabrication
• Temps de cycle idéal : le temps théorique le plus rapide possible pour qu'un équipement fabrique une pièce ou un produit
• Temps de production planifié : le temps total pendant lequel l'équipement ou la machine est programmé pour la production

Par exemple, si un équipement peut produire un article par minute (temps de cycle idéal de 1 minute) et peut produire 1 000 produits conformes sur une durée de production planifiée de 10 heures (600 minutes), alors :

TRS = (1 000 x 1) / 600 = 83,33 %

2. Calcul détaillé

Cependant, la méthode privilégiée pour calculer le TRS consiste d'abord à calculer le score de chaque élément : Disponibilité, Qualité et Performance, puis à utiliser simplement la formule suivante :

TRS = Disponibilité x Qualité x Performance

Les scores individuels des éléments peuvent être calculés comme suit :

A. Disponibilité

Score de disponibilité = Temps de fonctionnement / Temps de production planifié

Tandis que Temps de fonctionnement = Temps de production planifié - Temps d'arrêt

Par exemple, si un processus de fabrication est prévu pour fonctionner sur une équipe de 8 heures (480 minutes) mais qu'en pratique, il y a 50 minutes de temps d'arrêt (prévus et imprévus), alors :

Temps de fonctionnement = 430 minutes
Disponibilité = 430/480 = 0,895 ou 89,5 %

B. Performance

Le score de performance est affecté par tous les facteurs qui amènent l'équipement à fonctionner à une vitesse inférieure à la vitesse de production maximale possible, qu'il s'agisse de ralentissements (cycles lents) ou de petits arrêts.

Le score de performance peut être calculé comme suit :

Score de performance = (Temps de cycle idéal x Nombre total) / Temps de fonctionnement

Tandis que Nombre total désigne la quantité totale de pièces/produits fabriqués pendant ce temps de production planifié

Par exemple, si une machine a un temps de cycle idéal de 2 minutes et peut produire 150 produits (défectueux et non défectueux) au cours d'une équipe de 6 heures avec un temps de fonctionnement de 330 minutes, alors :

Performance = (2 x 150) / 330 = 0,909 ou 90,9 %

C. Qualité

Le score de qualité est influencé par tout facteur entraînant la fabrication de produits ou de pièces ne répondant pas aux normes de qualité convenues. Cela inclut les produits ou pièces nécessitant des retouches.

Le score de qualité peut être calculé à l'aide d'une formule assez simple :

Score de qualité = Nombre de pièces conformes / Nombre total de pièces

Si une machine peut fabriquer 300 produits pendant le temps de production prévu, mais que 30 produits sont défectueux, alors :

Qualité = 270/300 = 90 %

Comment améliorer le TRS dans la fabrication : principe clé

En résumé, un score de TRS de 100 % signifie :

• Un score de performance de 100 %, ce qui signifie que l'équipement fonctionne aussi vite que possible
• Un score de qualité de 100 %, ce qui signifie que le processus ne fabrique que des pièces ou produits conformes
• Un score de disponibilité de 100 %, ce qui signifie que l'équipement fonctionne pendant toute la durée du temps de production prévu, sans aucun arrêt

Cela signifie que pour améliorer le TRS, nous devons améliorer chacun de ces trois éléments, ou plus précisément, réduire ou éliminer les problèmes qui y sont liés, ce qui nous amène aux six grandes pertes.

Les six grandes pertes

Tout comme le TRS, les six grandes pertes font partie de la méthodologie de maintenance productive totale (TPM), toutes deux développées par Seiichi Nakajima en 1971.

Les six grandes pertes décrivent les six pertes les plus courantes dans la fabrication, soit 2 pour chacun des facteurs du TRS :

• Arrêts non planifiés en tant que perte de disponibilité
• Arrêts planifiés en tant que perte de disponibilité
• Petits arrêts en tant que perte de performance
• Cycles lents en tant que perte de performance
• Défauts de production en tant que perte de qualité
• Défauts de démarrage en tant que perte de qualité

Nous allons les examiner un par un ci-dessous.

A. Pertes de disponibilité

Deux des six grandes pertes affectent la disponibilité dans le TRS : les arrêts planifiés et les arrêts non planifiés.

1. Arrêts planifiés

Cela désigne les périodes durant lesquelles la machine est programmée pour ne pas fonctionner pendant le temps de fonctionnement prévu. La maintenance planifiée est la cause la plus fréquente, mais il peut y en avoir d'autres, comme les changements d'équipe, les étalonnages nécessaires ou les instructions qualité. Dans certaines usines, les pauses des opérateurs et les réunions peuvent également être considérées comme des arrêts planifiés. La source principale d'arrêts planifiés est généralement la configuration de l'équipement (aussi appelée changement de série).

2. Arrêts non planifiés

Contrairement aux arrêts planifiés, les arrêts non planifiés sont des périodes (relativement longues, supérieures à 10 minutes) durant lesquelles l'équipement est censé fonctionner (temps de fonctionnement prévu) mais ne le peut pas pour une raison ou une autre. Les causes peuvent être une panne d'équipement, des outils endommagés, un manque de matériaux ou d'opérateurs, ou encore une maintenance ou un nettoyage imprévu.

Un point crucial concernant les arrêts non planifiés est qu'ils peuvent ressembler aux micro-arrêts (qui sont des pertes de performance et non de disponibilité). La règle générale est que les micro-arrêts sont plus courts (généralement moins de 10 minutes), mais il est préférable de définir un seuil clair entre les deux selon votre politique interne.

B. Pertes de performance

3. Cycles lents

Les cycles lents surviennent lorsque l'équipement fonctionne plus lentement que son temps de cycle idéal. Comme nous l'avons vu, le temps de cycle idéal est la vitesse théorique maximale de l'équipement pour produire une pièce ou un produit.

Les raisons des cycles lents peuvent être :

• Des pièces encrassées ou usées provoquant des ralentissements
• Une lubrification insuffisante
• Une qualité de matériaux inférieure aux normes
• Des opérateurs inexpérimentés

4. Micro-arrêts

Comme évoqué précédemment, les micro-arrêts en tant que perte de performance sont des arrêts (généralement imprévus) de courte durée (moins de 10 minutes ou selon le seuil défini par votre politique). La fréquence élevée des micro-arrêts peut amplifier leur impact sur les pertes globales.

Les causes typiques de micro-arrêts incluent les blocages de matériaux, une configuration non optimale ou un nettoyage rapide régulier, entre autres.

C. Pertes de qualité

5. Défauts de démarrage

Produits ou pièces défectueux fabriqués entre le moment de la mise en route ou du réglage et la première instance de production stable (en régime permanent).

Les équipements nécessitant un cycle de « préchauffage » ou de « changement de série » sont particulièrement sujets aux défauts de démarrage, et un nombre plus élevé de ces défauts survient souvent lors des changements d'équipe des opérateurs. Certains types d'équipements génèrent naturellement des rebuts (pouvant être comptabilisés comme des produits défectueux) juste après le démarrage ou le réglage.

6. Défauts de production

Les défauts de production, contrairement aux défauts de démarrage, sont des produits ou pièces défectueux fabriqués pendant la période de production stable (une fois le démarrage terminé).

Les défauts de production peuvent survenir pour diverses raisons, telles qu'une mauvaise configuration de l'équipement, l'utilisation de matériaux périmés (par exemple dans l'industrie agroalimentaire ou pharmaceutique), une panne d'équipement, une erreur humaine, etc.

Utiliser les six grandes pertes pour améliorer le TRS

Mesurer les six grandes pertes et connaître la situation de votre processus de fabrication pour chacune d'elles vous fournira une voie concrète pour améliorer votre TRS :

• Réduire ou éliminer les pertes de qualité en diminuant la production de pièces ou de produits défectueux et inutilisables pendant les phases de réglage, de préchauffage, de changement de série et de production stable.
• Réduire les cycles lents et les petits arrêts pour diminuer et éliminer les pertes de performance. L'accumulation de petits arrêts et de cycles lents peut nuire considérablement à votre TRS sur le long terme.
• Réduire les pannes d'équipement (arrêts non planifiés) et les réglages, maintenances ou ajustements redondants (arrêts planifiés) pour diminuer et éliminer les pertes de disponibilité. Identifier les temps d'arrêt évitables des machines (qu'ils soient planifiés ou non) et les minimiser autant que possible

Travailler constamment à l'élimination des six grandes pertes doit être votre objectif principal et à long terme pour améliorer le TRS. Nous aborderons ci-dessous quelques méthodes concrètes pour y parvenir.

Meilleures pratiques pour réduire les six grandes pertes et améliorer le TRS

1. Mettre en place une collecte de données fiable et automatisée

Il nous est impossible de réduire les pertes liées à la disponibilité, à la performance et à la qualité si nous ne savons pas en temps réel ce qu'elles sont, où elles se situent et quelle est leur ampleur.

L'automatisation de la collecte et du reporting des données de production est cruciale pour toute démarche d'amélioration du TRS. En réalité, vous seriez surpris de constater à quel point une collecte de données insuffisante est une cause fréquente d'échec dans l'optimisation du TRS.

Nous pouvons utiliser le logiciel TRS de LineView pour automatiser la collecte de données directement depuis les équipements de l'atelier. Avec LineView, l'intégration d'une collecte de données automatisée en temps réel est désormais beaucoup plus simple et abordable.
Le simple fait d'automatiser la collecte et le reporting des données relatives aux équipements et aux opérateurs peut améliorer presque instantanément le TRS et la productivité globale du processus de fabrication, ce qui vous aidera particulièrement à réduire les « Six Grandes Pertes » sur vos outils et machines en atelier.

Dans quels domaines devez-vous collecter et rapporter des données ? Idéalement, dans tous, mais vous devriez surtout surveiller et évaluer les données issues de trois domaines critiques :

• Équipements : passez en revue l'ensemble des équipements, outils et solutions technologiques impliqués dans le processus de fabrication. Vérifiez si ces outils fonctionnent actuellement à leur niveau optimal et s'ils créent des goulots d'étranglement. Évaluez la facilité avec laquelle il serait possible d'ajouter de nouveaux outils ou d'apporter des modifications matérielles.
• Processus : évaluez les systèmes, politiques et processus actuels pour déterminer s'ils fonctionnent comme prévu et analysez leur contribution. Là encore, recherchez les goulots d'étranglement et les inefficacités. Utilisez ces données pour élaborer un plan d'optimisation ou d'amélioration en conséquence.
• Personnel : les erreurs humaines peuvent être une source majeure d'inefficacité et de problèmes de productivité. Vérifiez si vos ressources humaines possèdent les compétences et l'expérience adéquates pour assumer leurs responsabilités dans le processus de fabrication. Surveillez le respect des délais et identifiez les pistes d'amélioration. Repérez les goulots d'étranglement et les inefficacités causés par des erreurs humaines et corrigez-les dès que possible.

2. Établir un calendrier de maintenance préventive

L'une des causes principales de la baisse du TRS est liée aux arrêts planifiés. Malheureusement, nous ne pouvons pas les éliminer totalement. Même les machines et outils les plus avancés et les plus coûteux nécessiteront toujours une maintenance, ce qui se traduira par des temps d'arrêt planifiés.

L'un des moyens clés pour améliorer le TRS consiste donc à trouver le juste équilibre entre la réalisation d'une maintenance régulière et la réduction des temps d'arrêt planifiés. C'est là qu'il devient crucial d'établir un programme complet de maintenance préventive.

Un programme de maintenance préventive planifie les interventions en fonction du cycle de défaillance et d'usure connu de vos équipements. Cette approche basée sur les données permettra à terme à l'usine d'effectuer la maintenance de chaque équipement juste avant qu'elle ne devienne nécessaire, tout en évitant les interventions trop fréquentes afin de minimiser les temps d'arrêt.

Lors de la planification d'un calendrier de maintenance préventive, efforcez-vous de rester objectif en analysant les données collectées pour évaluer les défaillances passées et consultez le fabricant de l'équipement pour obtenir avec précision le calendrier d'usure connu de chaque machine.

3. Viser la standardisation de chaque élément de votre processus de fabrication

Surtout si votre processus de fabrication implique différents opérateurs et équipes, gardez à l'esprit que chaque personne peut avoir des perspectives et des approches différentes dans l'exécution d'une même tâche.

Cependant, non seulement leurs méthodes ne sont peut-être pas les plus efficaces, mais des efforts non standardisés peuvent être une cause majeure d'erreurs humaines, pouvant entraîner des défauts de production, des arrêts imprévus et d'autres problèmes.

Il est donc essentiel d'établir des politiques claires et complètes pour standardiser chaque élément du processus de fabrication afin de garantir l'efficacité à tous les niveaux.

Une fois ces politiques établies, n'oubliez pas de les communiquer afin que chaque opérateur et membre de l'équipe en atelier puisse les comprendre et les appliquer. La simple standardisation de vos flux de travail peut contribuer de manière significative à réduire les arrêts planifiés et imprévus, tout en améliorant les indicateurs de performance et de qualité du TRS.

4. Réduire efficacement les pertes de performance

S'attaquer aux pertes de performance peut s'avérer délicat. S'il est relativement facile de surveiller et de calculer ces pertes (petits arrêts et cycles lents), identifier leur cause et résoudre ces problèmes peut être un véritable défi. Comme évoqué précédemment, c'est là qu'un système automatisé de collecte de données, capable de surveiller chaque cycle individuellement, devient important, voire crucial.

Voici quelques conseils pour traiter et réduire efficacement les pertes de performance :

• Commencez par valider le temps de cycle idéal de l'équipement. Assurez-vous que ce temps de cycle idéal représente la vitesse théorique maximale de l'équipement en question, et non la vitesse « standard » utilisée dans le processus de fabrication.
• Le temps de cycle idéal doit servir de base à d'autres informations et mesures. Dans l'idéal, vous devriez définir des temps de cycle idéaux pour chaque équipement, mais vous pouvez commencer modestement avec vos équipements les plus importants (ou, alternativement, les plus simples à gérer).
• Une fois les temps de cycle idéaux établis, analysez vos données de performance pour identifier des modèles de pertes, qui surviennent généralement plus fréquemment dans certains scénarios, comme lors d'une équipe spécifique (et donc, avec un opérateur ou un employé particulier).
• Pour chaque modèle identifié, appliquez une analyse des causes racines afin de déterminer précisément l'origine de chaque problème.
• Formez les opérateurs aux procédures de travail standardisées pour éviter que les erreurs humaines ne provoquent des ralentissements et des arrêts mineurs.
• Renforcez les normes de qualité des matériaux. Des matériaux périmés ou de qualité inférieure sont également des causes fréquentes de ralentissements et d'arrêts mineurs.

5. Formez votre équipe

N'oubliez pas que même si vos machines sont en parfait état, les erreurs humaines peuvent réduire leur efficacité.

Investissez dans une formation pratique pour vous assurer que votre équipe est prête à appliquer vos politiques standardisées.

Assurez-vous que chaque membre de l'équipe comprend clairement ses rôles et responsabilités, ainsi que la manière d'exécuter ses tâches du début à la fin de la manière la plus efficace possible.

Conclusion

Dans un contexte réel, atteindre un score de TRS de 100 % est tout simplement irréaliste ; un score de 85 % constitue la référence mondiale à viser.

En suivant les conseils et stratégies partagés ci-dessus, vous disposez désormais d'une base solide pour commencer à améliorer le TRS et la productivité globale de vos processus.

De manière générale, vous pouvez améliorer l'efficacité en réduisant ou en éliminant complètement les six grandes pertes. En vous concentrant sur ces pertes, vous devriez constater des améliorations de votre efficacité globale presque immédiatement.