Nouvelles approches pour la formation des cellules de production dans le cadre d'une démarche de conception
Résumé
The aim of this work is to propose new approaches for the design of cellular manufacturing (CM) and principally for the cell formation (CF) which is consist in identifying the part families and machine groups. The scope of the first approach is to formulate a multivariate approach based on a correlation analysis for solving CF problem. The correlation matrix is used as similarity coefficient matrix. A scatter plot analysis is applied as a cluster analysis to make simultaneously machine groups and part families. Finally, an algorithm is improved to assign exceptional machines and exceptional parts. The CF problem are increasingly complicated if parts are assigned with alternative routings. The second proposed approach is a first of its kind in CM literature that based on Taguchi method as an optimization technique for the route selection problem which consist in determining a unique route for each part. The obtained result goes across and beyond the previous researches by providing the main effect of each part as a sensitivity analysis aspect. In the third proposed approach, we provide a framework for the complete CM system design which combines Axiomatic Design and Experimental Design to generate several feasible and potentially profitable designs. The AD approach is used as the basis for establishing a systematic CM systems design structure. ED has been a very useful tool to design and analyze complicated industrial design problems. The forth proposed approach presents a simulation-based methodology, which takes into consideration the stochastic aspect in (CM) system, to create better cell configurations. An initial solution is developed using any of the numerous CF procedures. The objective of this proposed method which provides performances ratings and cost-effective consist in determine how best to deal with the remaining exceptional elements. It considers and compares two strategies: permitting intercellular transfer and exceptional machine duplication. The results of a comparative study based on multiple performance criteria show that these proposed approaches are very effective, efficient and especially in their availability in many commercial software packages that make its easily practical.
Dans ce travail de thèse, nous avons proposé des nouvelles approches pour la conception des aménagements cellulaires (AC) et plus particulièrement pour la formation des cellules (FC) de production. La première approche consiste à appliquer la méthode d'analyse en composantes principale sur la matrice d'incidence (produits/machines). La matrice de corrélation statistique est exploitée comme une matrice de similarité. L'analyse du plan principal permet de grouper simultanément les machines en groupes et les produits en machines. Des algorithmes pour l'affection des éléments exceptionnels sont également proposés. Le problème de FC devient plus complexe en présence de gammes alternatives. Dans ce contexte, nous avons proposé une deuxième nouvelle approche qui se base sur l'application de la méthode des plans d'expériences (factoriel, méthode de Taguchi). L'objectif étant de choisir, pour chaque produit, la gamme préférentielle permettant l'optimisation des indicateurs de performance de FC. En plus, ce traitement permet d'introduire un aspect d'analyse de la sensibilité de la solution finale ignorée par les techniques antérieures de la FC. La troisième approche porte sur le développement d'une démarche de conception basée sur la combinaison de la conception axiomatique avec la technique des plans d'expériences. Elle permet de lister et d'ordonner les différentes tâches nécessaires pour concevoir un AC. Les autres approches que nous avons développées sont validées à travers cette démarche. Partant de l'une des solutions initiales de répartition des machines en cellules en présence d'éléments exceptionnels, la quatrième approche proposée consiste à appliquer la méthode de simulation à événements discrets pour évaluer puis améliorer la performance des cellules de production. Plusieurs stratégies pourront être étudiées : admettre des éléments exceptionnels dans les différentes cellules, dupliquer les machines exceptionnelles, etc. Les résultats des études comparatives basées sur plusieurs indicateurs de performance, indiquent que les approches proposées sont efficaces, efficientes et pratiques surtout dans leurs accessibilités à travers la disponibilité de plusieurs logiciels dans le marché.
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