Flexibilité des chaines de production : les opérateurs humains à la rescousse !

L’évolution des besoins clients pose un voile d’incertitudes sur la nature des futures productions industrielles. Pour répondre à cette demande, les systèmes de production doivent être flexibles. Alors que l’industrie s’automatise de plus en plus, un bon moyen d’apporter de la flexibilité est de réintroduire des opérateurs humains. Un constat à contre courant notamment présenté par Xavier Delorme, chercheur en gestion industrielle à Mines Saint-Étienne, lors du colloque IMT d’octobre 2018 sur les systèmes de production du futur.

Automatisation, numérisation ou encore robotisation sont autant de concepts associés à la représentation de l’industrie du futur. Riche de son histoire marquée par les évolutions technologiques et techniques, l’industrie mise notamment sur les machines autonomes qui permettraient de produire davantage, plus vite. Pourtant, ce milieu fait aujourd’hui face à une nouvelle évolution : celle des besoins clients. Ces derniers, axés sur la personnalisation des produits, chamboulent l’organisation des systèmes de production. L’industrie automobile est un bon exemple de cette nouvelle problématique. Jusqu’à présent, elle a investi dans des lignes de production utilisées pendant 10 à 20 ans. Or, cette industrie n’a actuellement aucune visibilité sur les modèles qu’elle produira à de telles échéances. Avoir un système de production figé aussi longtemps n’est plus tolérable.

Ainsi, face à des besoins clients divers impactant plusieurs étapes de leur production, les systèmes de fabrication des entreprises doivent être flexibles. « Cela signifie, mettre en place un système évoluant en fonction de la demande encore non identifiée – la flexibilité – pour lui permettre de s’adapter moyennant un travail de reconfiguration physique plus ou moins lourd de son dispositif », explique Xavier Delorme, chercheur à Mines Saint-Étienne. La flexibilité peut être apportée par des commandes numériques ou la reprogrammation d’une machine par exemple.

Mais dans cet environnement de plus en plus dominé par les machines, « un bon moyen d’apporter de la flexibilité est aussi de réintroduire des opérateurs humains polyvalents, capables de s’adapter », remarque le chercheur. L’objectif principal de ses travaux ? Exploiter la complémentarité technique entre humains et machines et profiter des points forts de chacun tout en essayant de limiter les points faibles de l’autre. Il propose ensuite des solutions logicielles utiles à la conception ou au bon fonctionnement des chaines de production.

La polyvalence des opérateurs humains

Le constat part d’observations de terrain, notamment lors d’une collaboration avec MBtech Group, où l’industriel a mis en évidence  ce nouveau problème. L’automatisation avancée de ses chaines de production lui faisait perdre en polyvalence. La solution proposée par les chercheurs : réintroduire des opérateurs humains. « Nous avons pris conscience que certaines entreprises françaises avaient conservé cette richesse bien qu’ayant parfois du retard sur l’automatisation. Il y a un compromis à trouver entre ces deux éléments », pointe Xavier Delorme. Il s’avère que la meilleure création de valeur, en matière d’efficacité économique et de flexibilité, fait interagir des robots et des humains complémentaires.

Un système de production de moteurs fabrique différents modèles mais n’a pas besoin d’être modifié pour chaque variante. Il s’adapte au produit et passe, quasi-instantanément, des uns aux autres. Cependant, la charge de travail des postes diffère selon les modèles. Ce contexte typique exige de la polyvalence. « Un opérateur humain formé et polyvalent réorganise seul ses missions. Il se repositionne où on a besoin de lui à l’instant présent, et cette autonomie ne se trouve pas dans les systèmes automatiques actuels qui ne peuvent pas être amenés rapidement d’un endroit à un autre de la chaîne de production », constate Xavier Delorme.

Cette flexibilité apporte une double problématique aux entreprises. Assimiler un opérateur à une machine réduit son panel de capacités ce qui ne rime pas avec efficacité. Les entreprises ont donc intérêt à travailler la polyvalence de l’opérateur via des formations et des missions variées à divers endroits du système de production. Demeure le risque de turnover et la perte de compétences associée à des contrats courts et des changements de personnels fréquents.

La pénibilité du travail d’un employé multifonction ne doit pas non plus être oubliée. Ces questions sont généralement prises en compte trop tardivement dans les processus de conception, ce qui entraîne des problèmes de santé importants et des dysfonctionnements sur les systèmes productifs.  « C’est pourquoi nous travaillons aussi sur l’ergonomie des postes de travail dès l’étape de conception », précise Xavier Delorme. Les plus gros risques sanitaires sont majoritairement physiques : fatigue de posture non adaptée, répétitivité des tâches, etc. La polyvalence des opérateurs humains pourrait les réduire mais également y contribuer. En effet, les risques augmentent si l’employé manque d’expérience et réalise difficilement les tâches des différents postes. La meilleure solution reste à nouveau le compromis.

Sensibiliser les PME à l’industrie du futur

« Le basculement vers l’industrie du futur est pris en compte par les grandes entreprises mais il met les PME plus en difficulté », ajoute Xavier Delorme. En juin 2018, les chercheurs de Mines Saint-Étienne ont inauguré la plateforme de sensibilisation IT’mFactory développée en partenariat avec l’Union des industries et métiers de la métallurgie. Cet outil de démonstration permet d’échanger avec les PME sur les enjeux et les possibilités offertes par l’industrie du futur. Il permet également d’aborder les problématiques des PME afin de les orienter vers les innovations adaptées.

Ces interactions sont précieuses alors que les modes de production subissent de nombreuses mutations (cloud manufacturing, fabrication additive, etc.) Les modèles économiques offrent quant à eux de nouveaux défis aux chercheurs. Ainsi, la flexibilité ne répondra pas seule aux besoins de la personnalisation — ou comment produire à l’unité et à la demande. La servicisation vendant un service associé à un produit  bouleverse également la façon dont les entreprises vont devoir s’organiser.

Article rédigé par Anaïs Culot, pour I’MTech.