Qu'est-ce que le TRS dans l'industrie : le guide complet

Le TRS, ou Taux de Rendement Synthétique, est l'un des indicateurs les plus importants, si ce n'est le plus important, pour évaluer (et améliorer) la productivité d'un processus de fabrication.

En résumé, le TRS mesure le pourcentage de temps réellement productif par rapport au temps de fabrication total, en tenant compte de trois composantes : la disponibilité, la performance et la qualité.

Cet article est un guide complet pour comprendre le TRS dans le contexte industriel. À la fin de cette lecture, vous aurez appris :

• Le concept de TRS
• Les trois éléments du TRS : disponibilité, performance et qualité
• La formule de calcul du TRS
• Les six grandes pertes et leur impact sur le calcul du TRS
• Comment améliorer votre score de TRS

Et bien plus encore.

Entrons sans plus attendre dans le vif du sujet.

Qu'est-ce que le TRS ?

Le Taux de Rendement Synthétique, ou TRS, est un concept développé par Seiichi Nakajima dans les années 1960 dans le cadre de la démarche de Maintenance Productive Totale (TPM).

Le score de TRS s'exprime en pourcentage, de 0 % à 100 %. Un score « parfait » de 100 % signifie que votre processus de fabrication fonctionne :

• À la vitesse théorique maximale (score de performance de 100 %).
• Sans aucun arrêt, planifié ou non, pendant le temps de production (score de disponibilité de 100 %).
• Tout en produisant uniquement des pièces conformes (score de qualité de 100 %).

Mesurer le TRS nous apporte des informations précieuses sur trois aspects :

1. La productivité, l'efficacité et surtout l'efficience actuelles du processus de fabrication
2. Les goulots d'étranglement et les pertes sous-jacentes (les six grandes pertes)
3. Comment améliorer systématiquement le score TRS et votre processus de fabrication en général

Cela étant dit, le TRS est l'indicateur le plus important à mesurer dans le secteur manufacturier. Il vous aide à évaluer vos progrès, à identifier les pertes sous-jacentes et à améliorer la productivité de chaque équipement de production. En pratique, cela vous permettra d'éliminer le gaspillage et d'accroître la rentabilité de votre processus de fabrication.

Les trois composantes du TRS

En résumé, le TRS mesure la proportion du temps de production durant laquelle votre ligne de fabrication fonctionne à pleine capacité, en tenant compte de trois composantes : la disponibilité, la performance et la qualité.

En prenant en compte ces trois composantes, nous obtenons la formule de calcul du TRS :

TRS = Performance x Disponibilité x Qualité

Gardez à l'esprit que cette formule comporte une nuance importante. Si vous obtenez un score de 100 % pour deux composantes (par exemple, la disponibilité et la performance), mais seulement 80 % pour la troisième (la qualité), votre score TRS sera de 80 %.

Cela signifie qu'atteindre un score TRS élevé (c'est-à-dire supérieur au « standard d'excellence » de 85 %) est plus facile à dire qu'à faire.

Chacune des trois composantes du TRS décrit des domaines très spécifiques du processus de fabrication. Vous pouvez ainsi identifier précisément les goulots d'étranglement pour chaque composante et les cibler pour optimiser votre processus, ce qui entraînera une augmentation globale de votre TRS.

Nous aborderons chacune de ces composantes ci-dessous.

Performance TRS

Le score de performance dans le TRS correspond au pourcentage de temps durant lequel le processus de fabrication fonctionne à sa vitesse théorique maximale.

Deux des six grandes pertes affectent la performance :

• Cycles lents: toute période durant laquelle la machine fonctionne plus lentement que sa vitesse théorique maximale, par exemple en raison de l'usure de la machine ou de l'utilisation de matériaux non conformes
• Micro-arrêts : tout temps d'arrêt inférieur à un seuil spécifique (les temps d'arrêt supérieurs à ce seuil sont considérés comme une perte de disponibilité) dû à des raisons telles que des bourrages de matériaux, une surchauffe, etc.

Le temps restant après soustraction de tous les cycles lents et des petits arrêts est appelé temps de fonctionnement net.

Exemple de performance

Imaginons qu'une usine de fabrication d'écrans LCD puisse produire, en théorie, 240 écrans LCD par équipe ; chaque équipe travaillant 8 heures (480 minutes). Cela signifie que le processus de fabrication a un temps de production idéal de 2 minutes par produit.

Si, au lieu de cela, il faut 500 minutes pour produire réellement les 240 écrans LCD, nous multiplions le temps de production idéal d'un écran (2 minutes) par le nombre total d'écrans à produire (240) et nous divisons ce nombre par le temps de fonctionnement réel (500 minutes).

Score de performance = (2 x 240) / 500 = 96 %

Disponibilité TRS

La disponibilité désigne le pourcentage de temps pendant lequel l'équipement fonctionne réellement au cours du temps de production planifié.

La disponibilité prend également en compte deux des six grandes pertes :

• Arrêts planifiés : tout temps d'arrêt planifié supérieur au seuil évoqué dans la section sur les petits arrêts. Par exemple, causé par une maintenance planifiée, un temps de changement de série, une mise en chauffe, etc.
• Arrêts non planifiés : tout temps d'arrêt machine non planifié supérieur au seuil évoqué. Par exemple, causé par une panne d'équipement, un manque de matériaux, etc.

Le temps réel restant disponible après soustraction des arrêts planifiés et non planifiés est appelé temps de fonctionnement.

Exemple de disponibilité

Reprenons l'exemple de l'usine d'écrans LCD. Supposons que sur une équipe de 8 heures, il y ait un total de 40 minutes de pause (arrêts planifiés) et qu'une panne machine empêche toute production d'écrans LCD pendant 30 minutes.

Nous obtenons ainsi un temps de fonctionnement de 480 minutes - 40 minutes - 30 minutes = 410 minutes.

Nous pouvons alors calculer le score de disponibilité en divisant ce temps de fonctionnement de 410 minutes par le temps de production planifié de 480 minutes :

Score de disponibilité = (480 - 40 - 30) / 480 = 83,84 %

Qualité TRS

Dans le cadre du TRS, la qualité désigne le pourcentage d'unités produites conformes aux normes de qualité par rapport au nombre total d'unités produites.

Le score de qualité se calcule simplement en divisant le nombre de bonnes pièces (le nombre réel d'unités conformes aux normes de qualité) par le nombre total d'unités produites (nombre total).

La qualité prend également en compte deux des six grandes pertes :

• Défauts de démarrage : unités défectueuses produites entre le démarrage/la mise en chauffe de la machine et le moment où la production se stabilise (régime permanent).
• Défauts de production : unités défectueuses produites une fois que la production a atteint son régime permanent.

Le temps restant, une fois les défauts de démarrage et de production soustraits, est appelé temps de production utile.

Exemple de qualité

En reprenant l'exemple de l'usine de production d'écrans LCD, l'équipement de fabrication peut, en théorie, produire un écran toutes les deux minutes, et nous avons un temps de production réel de 410 minutes.

Cela nous donne un nombre total de 210 écrans LCD produits.

Supposons que sur ces 210 écrans, 10 présentent des pixels morts et ne répondent pas aux normes de qualité convenues. Nous retirons donc ces 10 écrans du nombre total de 210, ce qui nous laisse 200 bonnes pièces.

Nous pouvons maintenant calculer le score de qualité en divisant le nombre de 200 bonnes pièces par le nombre total de 210 écrans.

Score de qualité = 200 / 210 = 91,32 %

Exemple de score TRS

Maintenant que nous avons les scores de disponibilité, de performance et de qualité pour cet exemple d'usine d'écrans LCD, nous pouvons également calculer le score TRS de ce scénario.

Score TRS = Performance x Disponibilité x Qualité

Score TRS = 96 % x 83,84 % x 91,32 % = 73,5 %

Comme vous pouvez le constater, bien que le plan obtienne des scores relativement élevés sur les trois composantes, le score TRS global n'est « que » de 73,5 % en raison de la nature de la formule.

Quel est le score TRS idéal ?

Chaque usine et chaque processus de fabrication est unique, et il n'existe aucun score TRS idéal unique, ni même de norme industrielle de TRS que vous devriez utiliser comme référence pour tous les secteurs.

Il existe cependant une idée reçue populaire selon laquelle le score TRS de classe mondiale est de 85 %, ce qui provient, encore une fois, de Seiichi Nakajima dans son livre de 1984 Introduction to TPM, dans lequel il mentionnait quatre scores de « classe mondiale » :

• 95 % pour la Performance
• 90 % pour la Disponibilité
• 99 % pour la Qualité
• 85 % pour le TRS

Selon Nakajima, ce sont les scores minimaux vers lesquels les entreprises devraient tendre, basés sur son expérience pratique dans l'industrie automobile japonaise des années 1970.

Cependant, non seulement le paysage industriel a radicalement changé depuis les années 1970, mais la réalité actuelle est que la plupart des très bonnes entreprises manufacturières ont des scores TRS compris entre 60 % et 70 %.

Cela signifie que, bien que vous puissiez viser le score de TRS de classe mondiale de 85 % peut ne pas être réaliste pour la plupart des usines de fabrication.

Un autre point à considérer est que, même au sein d'une même usine dotée de plusieurs lignes, il peut être contre-productif de fixer un objectif de TRS unique. Deux lignes de production apparemment identiques peuvent présenter des scores de TRS très différents selon les situations.

Par exemple, si vous avez deux lignes de production identiques, mais que l'une fabrique une seule pièce tandis que l'autre en fabrique cinq différentes, la ligne qui en fabrique cinq subira probablement plus de pertes (notamment des pertes de disponibilité dues aux changements de série), ce qui se traduira par un score de TRS nettement inférieur.

Alors, que recommander ? Il est généralement préférable de ne pas trop se focaliser sur un chiffre précis, mais plutôt sur la capacité de votre usine à améliorer son score actuel.

Comment fixer un objectif de TRS

Alors, comment votre usine de fabrication doit-elle fixer un objectif de TRS ?

Votre score de TRS idéal est celui qui progresse de manière incrémentale.

Par exemple, si votre score de TRS actuel est de 65 %, efforcez-vous d'atteindre 70 % au cours des 3 prochains mois, puis 72 % pour les trois mois suivants. Même si vous constatez une légère baisse de votre score de TRS ou de l'un des scores de disponibilité, de performance ou de qualité, cela ne pose aucun problème tant que vous parvenez à identifier la cause sous-jacente.

Commencez par fixer un objectif de TRS qui favorisera une amélioration solide et progressive de votre processus de fabrication, puis définissez des objectifs ambitieux mais réalisables, idéalement sur une période de trois mois ou un trimestre.

Il est généralement préférable d'éviter de comparer votre processus de fabrication avec celui d'autres usines, ainsi qu'avec des références externes de TRS.

Votre usine et votre processus de fabrication sont uniques ; il n'existe donc qu'un seul objectif de TRS qui compte vraiment : celui qui stimulera l'amélioration de votre processus de fabrication et de votre productivité.

Mise en œuvre d'un projet TRS : comment mesurer efficacement le TRS

Bien que chaque processus de fabrication soit unique et nécessite donc des approches spécifiques pour mesurer et mettre en œuvre le TRS, nous pouvons généralement diviser la mise en œuvre d'un projet TRS en trois phases clés :

1. Mise en place des fondations. Définition du projet et des décisions clés avant de lancer le projet TRS.
2. Collecte des données de TRS. Installation de capteurs et logiciel de TRS pour capturer tout ce dont vous avez besoin pour calculer votre score TRS.
3. Saisie des données de pertes. Mettez en place un système pour mesurer les six grandes pertes et leurs impacts respectifs sur les facteurs de disponibilité, de performance et de qualité.

Nous aborderons ces phases une par une ci-dessous.

Phase 1 : Établir les bases

Cette première phase concerne la préparation.

La qualité de la mise en place de ces fondations déterminera le succès ou l'échec de votre projet TRS ; ne sous-estimez donc pas l'importance de cette étape.

Pour lancer votre projet, il est généralement préférable de commencer petit, à moins que vous n'ayez une zone très spécifique de votre processus que vous souhaitiez mesurer immédiatement.

Idéalement, choisissez une seule ligne de production ou, si possible, une seule machine pour commencer, et utilisez ce succès comme base pour vous étendre. Évitez de mesurer trop de machines ou de processus lors de votre initiative initiale, au risque de vous perdre dans des informations contradictoires et de perdre de vue des domaines critiques.

Essayez de sélectionner une machine ou une ligne de production susceptible d'intéresser vos opérateurs pour démarrer votre mise en œuvre du TRS, de préférence une machine qui ne produit qu'un seul type d'unité. Si ce n'est pas possible, choisissez une machine qui produit plusieurs unités avec le même temps de cycle.

Identifier les goulots d'étranglement

Pour être efficace, vous devez mesurer le TRS au niveau du goulot d'étranglement (la contrainte) de votre processus de fabrication.

Un goulot d'étranglement est une étape du processus (ou une machine entière) qui limite le débit global pour une raison ou une autre. L'idée est que la réduction ou l'élimination de ces goulots améliorera la productivité de l'ensemble de votre processus.

Au fil du temps, le goulot d'étranglement peut se déplacer après que vous ayez amélioré une contrainte ou réduit un goulot. Dans ce cas, déplacez la mesure du TRS vers la nouvelle contrainte et répétez le processus.

Choisir la méthode de mesure idéale

Selon la complexité de votre processus de fabrication et d'autres facteurs, vous pouvez choisir de mesurer le TRS par des méthodes manuelles ou automatisées.

S'il s'agit de votre première mesure, nous vous recommandons de commencer par une mesure manuelle du TRS. Cela vous aidera à mieux comprendre le TRS en pratique, ce qui sera très bénéfique à long terme.

Par la suite, une fois que vous aurez une meilleure compréhension du TRS, vous pourrez automatiser le processus de mesure et de collecte de données pour gagner du temps, économiser des ressources et améliorer la précision. En cours de route, vous souhaiterez également étendre la mesure au-delà du simple TRS, par exemple en suivant les six grandes pertes sous-jacentes.

Phase 2 : Collecte des données TRS

La collecte des données TRS est en théorie assez simple, puisqu'elle ne repose que sur trois indicateurs clés :

1. Temps de cycle idéal. Le temps théorique le plus court nécessaire à une machine pour produire une unité.
2. Nombre de pièces conformes. La quantité d'unités produites sans défaut.
3. Temps de production planifié. Le temps pendant lequel la machine est programmée pour produire.

Examinons-les un par un :

1. Temps de cycle idéal

La mesure du temps de cycle idéal peut s'avérer délicate en pratique. Une erreur très courante consiste à utiliser des valeurs erronées dans les calculs de TRS, ce qui fausse le score final et génère de la confusion.

Le temps de cycle idéal est le temps théorique le plus court que la machine peut mettre pour produire une unité. Il est crucial que cette valeur soit honnête et précise au moment de la mesure. En d'autres termes, même si le processus actuel n'est pas optimal pour une raison ou une autre, il est important de rapporter la valeur réelle.

Bien qu'il existe de nombreuses méthodes pour mesurer le temps de cycle idéal, les deux plus simples et les plus recommandées sont :

• Capacité nominale : la capacité théorique spécifiée par le fabricant de la machine ou de l'équipement.
• Collecte manuelle de données : mesurer manuellement la vitesse maximale absolue que l'équipement peut atteindre dans la situation et l'environnement actuels.

1. Nombre de pièces conformes

Le nombre de bonnes pièces correspond au nombre total d'unités produites sans défaut. Les unités nécessitant une retouche (même mineure) ne doivent en aucun cas être incluses dans le calcul du nombre de bonnes pièces.

Vous pouvez calculer le nombre de bonnes pièces manuellement (par observation directe) ou par des méthodes automatisées (en installant des capteurs). Dans les deux cas, soyez rigoureux et privilégiez la précision avant tout.

Pour une mesure manuelle, effectuez le comptage immédiatement après une contrainte qui permet de compter de manière fiable et précise uniquement les unités conformes.

En revanche, pour une mesure automatisée, placez le capteur immédiatement après une contrainte qui ne se déclenche précisément que pour les unités conformes.

1. Temps de production planifié

Le temps de production planifié représente la durée totale pendant laquelle une machine ou un équipement est programmé pour produire.

Lors de la mesure du temps de production planifié, il est important de déterminer si certains types d'arrêts planifiés doivent être exclus du calcul du TRS, comme les pauses ou certaines réunions.

Par ailleurs, lors de la collecte et de la mesure des données de TRS, il est essentiel de faire preuve d'honnêteté et de toujours viser la précision, même lorsque la collecte de données est complexe, sous peine de fausser l'ensemble du calcul du TRS.

Phase 3 : Saisie des données de pertes

Bien que la deuxième phase vous fournisse suffisamment de données pour calculer votre score TRS, vous ne pourrez pas exploiter cet indicateur pour améliorer la productivité de votre processus sans mesurer les pertes sous-jacentes.

Dans cette phase, vous devrez mesurer deux indicateurs supplémentaires :

• Nombre total : le nombre total d'unités produites tout au long du processus de fabrication
• Temps de fonctionnement : le réel temps de fonctionnement de la machine pendant le temps de production planifié

1. Quantité totale

La quantité totale est nécessaire pour mesurer le score de qualité TRS, où :

Score de qualité = Quantité conforme / Quantité totale

Vous pouvez mesurer la quantité totale directement, par exemple par observation manuelle ou en installant des capteurs appropriés. Pour un calcul manuel, identifiez et mesurez une contrainte par laquelle passent toutes les unités produites. Ou, si vous souhaitez mettre en place un calcul automatisé, vous pouvez placer un capteur avant cette même contrainte.

Une autre alternative consiste à mesurer la quantité de rebuts de la même manière que vous mesurez la quantité conforme (reportez-vous à la section précédente). Ensuite, il vous suffit d'ajouter la quantité de rebuts à la quantité conforme pour obtenir la quantité totale.

1. Temps de fonctionnement

Nous pouvons calculer le temps de fonctionnement en soustrayant le temps d'arrêt du temps de production planifié.

Nous devons donc collecter les données sur les temps d'arrêt pour calculer correctement le temps de fonctionnement.

Temps d'arrêt

Le temps d'arrêt désigne tous les moments où le processus de fabrication est censé fonctionner (pendant le temps de production planifié) mais ne fonctionne pas réellement en raison d'arrêts planifiés (ex. : changement de série, maintenance planifiée) et d'arrêts non planifiés (ex. : panne d'équipement).

Vous devrez mettre en place un système (manuel ou automatisé) pour enregistrer les temps d'arrêt avec précision. La méthode manuelle la plus simple pour collecter ces données consiste à utiliser une fiche de suivi pour noter les heures de début et de fin de chaque arrêt. Alternativement, vous pouvez établir un système de collecte de données automatisé pour enregistrer automatiquement les moments où votre machine s'arrête.

Il est crucial de se rappeler que si les arrêts planifiés et non planifiés sont considérés comme des pertes de disponibilité, les micro-arrêts sont considérés comme des pertes de performance. Il est important de définir le seuil temporel entre les deux (tout arrêt plus court que ce seuil est considéré comme un micro-arrêt et ne doit pas être enregistré comme un temps d'arrêt).

Pour les systèmes de collecte automatisés, le seuil d'arrêt typique est de deux minutes, tandis que pour les systèmes manuels, il est de cinq minutes.

1. Mise en place d'un système de codes motifs

Pour vous aider à identifier précisément les pertes sous-jacentes et à améliorer votre TRS, il est crucial de recueillir des informations sur les raisons des arrêts non planifiés.

C'est là qu'un système de codes motifs peut vous aider. Vous pouvez le mettre en place en :

• Créez une liste de motifs d'arrêt et attribuez un code à chacun d'eux.
• Il est préférable de commencer petit, avec un maximum de dix codes de motif.
• Pour limiter la taille de votre liste, créez un code générique « Autres motifs ».
• Chaque motif doit être clair et précis, et décrire les symptômes plutôt que les causes sous-jacentes.
• Au fil du temps, supprimez les motifs qui ne sont pas utilisés régulièrement.
• Ajoutez de nouveaux motifs si « Autres motifs » figure parmi vos cinq principales causes de pertes.

1. Mesurer le temps de changement de série

Dans la plupart des usines de fabrication, le temps de changement de série est la cause la plus fréquente d'arrêts planifiés. Pour maintenir une mesure précise de votre TRS et de vos pertes, il est donc important de mesurer ce temps de manière cohérente et rigoureuse.

Pour ce faire, vous devez établir une politique claire et cohérente sur la manière dont vous allez mesurer le temps de changement de série.

En général, vous disposez de trois options principales :

1. Première bonne pièce. Le temps écoulé entre la dernière unité/pièce conforme produite avant le réglage et la première unité/pièce conforme produite après le réglage.
2. Production conforme constante. Le temps écoulé entre la dernière unité conforme produite avant le réglage et la première instance de production stable de pièces conformes (répondant aux normes de qualité).
3. Vitesse nominale. Le temps écoulé entre la dernière unité conforme produite à pleine vitesse avant le réglage/changement de série et la première unité conforme produite à une vitesse stable/constante après le réglage.

Conclusion

Vous devriez maintenant avoir une compréhension claire du concept de TRS, de la manière de le calculer et de la façon de mettre en œuvre sa mesure dans votre usine. Grâce à ces informations, vous serez en mesure de commencer à tirer parti du TRS pour votre entreprise et d'améliorer votre productivité.

Il est préférable de commencer petit et de mesurer le score TRS sur une seule machine ou ligne de production, puis de vous étendre progressivement jusqu'à pouvoir mesurer le TRS de chaque ligne de production de votre entreprise.