La Total Productive Maintenance (TPM)

Le management des ressources de production par la "Total Productive Maintenance"
Jean BUFFERNE Instructeur certifié par le Japan Institute of Plant Maintenance

Introduction

Face à la concurrence mondiale, les entreprises doivent concilier :
• Amélioration de la qualité de leurs produits et de leurs services,
• Réduction des délais et flexibilité,
• Diminution des coûts et amélioration de leur rentabilité.

La Total Productive Maintenance TPM ® correspond bien à cette notion de progrès permanent. Elle peut être définie comme:
Une démarche globale d'amélioration des ressources de production qui vise la performance économique de l'entreprise.

Les ressources de production comprennent les équipements bien sûr, mais également les Hommes et l'organisation qui leur permet d’atteindre l’efficacité maximale.
Certains oublient que la TPM est une démarche globale qui rejoint les objectifs de la qualité totale et la présentent encore de manière parcellaire. La TPM n'est pas une nouvelle méthode de maintenance, ni un outil tel que les 5S ou la maintenance de premier niveau, pas plus que l'application aux équipements des cercles de qualité.
Un des objectifs principaux de la TPM est d'améliorer la performance des ressources de production, performance qui se mesure par le TRG: Taux de Rendement Global créé en 1970 par le JIPM.

Le TRG est le rapport entre la quantité de produits bons fabriqués et la quantité de produits que l'on aurait pu fabriquer dans les conditions idéales.

Dans beaucoup d'entreprises le TRG est de l'ordre de 40 à 60 %. Un TRG égal à 40 % signifie que plus de la moitié de l'investissement n'est pas utilisé; alors que son amortissement sur sa valeur totale est bien inclus dans le coût de revient industriel. Avoir un TRG de 40 % signifie aussi que l'entreprise dispose, sans avoir à investir, d'un deuxième équipement pour produire plus, mais aussi pour être plus flexible et pour pouvoir respecter ses délais.
La TPM a pour objectifs:
• d'obtenir le rendement maximum du système de production,
• d'optimiser les coûts d'exploitation des équipements durant toute leur durée de vie ( notion de Life Cycle Cost ),
• d'améliorer le savoir-faire de chacun pour créer un processus d'amélioration permanente des performances de l'entreprise.

Calcul du TRG

Le TRG tel qu'il a été défini précédemment nécessite de fixer quelles sont les conditions idéales d'utilisation des ressources de production.
C'est à dire:
• le temps d'utilisation de ces ressources,
• la performance ( vitesse, temps de cycle, production horaire, etc.).

Temps d'utilisation

Le responsable financier de l'entreprise peut juger qu'il est nécessaire d'amortir le plus rapidement possible les investissements en les utilisant 365 jours par an 24 h / 24 . Ce sera pour lui le temps de fonctionnement idéal de la ressource. C'est généralement l'approche de ceux qui utilisent le terme de TRS (Taux de Rendement Synthétique).
Mais le TRG est un indicateur mesurant la performance des ressources de production et destiné au gestionnaire de ces ressources. Il doit donc être composé de paramètres sur lesquels il peut agir. Or il n'est ni maître du portefeuille de commandes et donc de la charge des équipements ni du passage au 35 heures par exemple.

Performances idéales

Ce sont les conditions de fonctionnement de l'équipement sans aléas, sans pertes d'efficacité. Pour fixer ces conditions idéales il est important de dépasser le "oui mais" et d'adopter un idéal ambitieux car, plus cet idéal sera élevé plus il permettra d'élargir le champ de réflexion concernant les possibilités d'amélioration.
On relève 16 causes principales de pertes qui empêchent d'obtenir l'efficacité maximale:
• des Hommes
• des équipements
• des matières
• de l'énergie.

Les 16 causes de pertes de rendement

Ces 16 causes de pertes peuvent être classées en 3 grandes familles:
• les pertes dues au manque de fiabilité des équipements,
• les pertes dues aux carences de l'organisation,
• les pertes dues aux méthodes et procédés utilisés.

Pertes dues au manque de fiabilité des équipements

Ces pertes concernent les arrêts dus aux:

• pannes - disparition ou dégradation de la fonction,
• réglages - ajustages en cours de série qui ne devraient pas exister si le procédé utilisé était capable et stable.
• pertes aux démarrages - temps de préchauffage de la machine, pièces perdues avant stabilisation du procédé.
• micro-arrêts et marche à vide - les entreprises ont pris l'habitude de nommer ainsi tous les arrêts inférieurs à 5 ou 10 mn. Mais il y a d'autres arrêts beaucoup plus courts, pas toujours détectables et qui méritent vraiment l'appellation de micro-arrêts. Ils sont souvent à l'origine des défaillances chroniques devant lesquelles les services maintenance ont très souvent abdiqué. Ils représentent les causes principales de problèmes rencontrés par les Opérateurs, ce sont eux qui empêchent le fonctionnement automatique des équipements.
• sous-vitesses - baisse volontaire de vitesse, parce qu'à la vitesse nominale on rencontre des problèmes de fiabilité ou de qualité.
• rebuts et retouches - l'équipement a été utilisé pour rien (rebuts) ou plus longtemps que nécessaire (retouches).
• aux arrêts programmés - arrêts de l'équipement pour des actions que l'on pourrait qualifier d'incontournables dans une bonne exploitation des ressources de production. Ce sont les arrêts pour nettoyage, pour maintenance préventive, pour inspections, les temps de réunion ( réunions 5 minutes ou réunions en bout de ligne). En général ces temps sont déduits de l'horaire de travail pour obtenir le temps d'ouverture qui sert de base au calcul du TRG. Mais ce n'est pas parce que l'on a qualifié d'incontournables ces arrêts qu'il ne faut pas les mesurer et chercher à les diminuer.

Pertes dues aux carences de l'organisation

Ce sont toutes les pertes générées par les carences du management telles que :
• temps de changements de fabrication - temps qui s'écoule entre l'obtention de la dernière pièce bonne de la série qui se termine jusqu'à l'obtention de la première pièce bonne de la série suivante.
• Activité Opérateurs - manque d'habileté, de formation, de savoir-faire, d'efficacité de l'Opérateur.
• Déplacements et manutentions - temps passé par les Opérateurs à la manutention de produits ou de matières suite à la défaillance des équipements.
• Organisation du poste - retards dans l'enchaînement de tâches dus à des déplacements ou à des problèmes divers.
• Défauts de logistique - manque matière, manque outillage, manque personnel.
• Excès de mesures - pertes dues à une mauvaise organisation du contrôle, à un manque de confiance dans le procédé, à des attentes de diagnostic qualité.

Pertes dues aux méthodes et procédés

Ces pertes ne peuvent pas toujours entrer directement dans le calcul du TRG; elles correspondent:
• au rendement des matériaux
• au rendement énergétique
• aux sur-consommations d'outillages et d'accessoires - dépenses supplémentaires de remplacement des outillages et accessoires usés ou cassés. Les sur-consommations d'huile rentrent aussi dans cette catégorie. retour au sommaire ...

Décomposition du TRG

Le TRG est le produit de 3 taux:

• le taux de disponibilité qui mesure le temps durant lequel l'équipement fonctionne,
• le taux de performance qui prend en compte le fonctionnement dans des conditions de performances anormales,
• le taux de qualité.
• Le TRG et ses différents taux sont calculés suivant le schéma ci-contre.

Amélioration du TRG

L'objectif de la T P M est de réduire à ZERO les 16 causes de pertes pour améliorer les performances des ressources de production et obtenir l'efficacité maximale des Hommes, des équipements, des matières et de l'énergie. Ce qui nécessite suivant le classement que nous avons adopté:
• de supprimer les causes de pertes dues aux carences de l'organisation,
• d'améliorer la fiabilité (intrinsèque et opérationnelle) des équipements,
• d'améliorer les méthodes et procédés de fabrication. retour au sommaire ...

Les 5 principes de développement de la T P M

La T P M est structurée autour de 5 principes ( 5 principes qui se traduiront par 8 piliers ) qui en font:

Une démarche globale de management des ressources de production ayant pour objectif la performance économique de l'entreprise

Principe N° 1: Atteindre l'efficacité maximale des équipements

Pour atteindre cette efficacité maximale il est avant tout indispensable :

• de respecter les conditions de base d'utilisation des équipements et donc de supprimer toutes les causes de pertes chroniques et de dégradations forcées ( agressions extérieures et non respect des conditions de normalité). Ceci concerne principalement les Hommes de production ( qualité de la conduite, du réglage, respect des caractéristiques nominales, respect de l'équipement, nettoyage, ...).
De plus les opérateurs étant les plus proches de l'équipement ils seront mis à contribution pour détecter au plus tôt les prémices d'anomalies sur les équipements ( il est plus important de transformer les opérateurs en "détecteurs fiables" qu'en techniciens de maintenance ).
La TPM aura pour objectifs de rendre responsable les opérateurs de la qualité de leur équipement en l’utilisant correctement et en détectant au plus tôt tout changement dans l’état ou le comportement de leur matériel.

Cette action sera réalisée à l'aide du 1er pilier de la TPM: LA GESTION AUTONOME DES EQUIPEMENTS

• de prévenir les défaillances naturelles. Tant qu’il existe des causes de dégradations forcées la maintenance préventive est peu efficace et coûteuse. Ce n'est que lorsque les conditions de base seront respectées que le service maintenance pourra mettre en place une organisation permettant : - de prévenir les défaillances naturelles dues aux phénomènes d'usure, - de détecter et de rechercher les améliorations possibles concernant la fiabilité et la maintenabilité.

Cette action fera l'objet du 3éme pilier de la TPM: LA MAINTENANCE PLANIFIEE.

• de supprimer les causes de pertes de rendement dues à l'organisation. C’est bien entendu cette action qui apportera les gains financiers. Mais on ne peut espérer détecter les vrais problèmes tant que les ressources ne sont pas utilisées dans les conditions pour lesquelles elles ont été prévues et tant que le personnel, de l’Opérateur à l’Encadrement ne s’implique pas dans la démarche.

La suppression des causes de pertes fera l'objet du 2 éme pilier : L'AMELIORATION AU CAS PAR CAS.

• d'améliorer les connaissances et le savoir-faire des opérateurs et des techniciens de maintenance. Les piliers précédents sont indispensables à l'obtention de l'efficacité maximale des équipements, mais leur mise en œuvre et leur pérennisation nécessitent d'améliorer les connaissances et le savoir-faire des opérateurs, des techniciens de maintenance mais aussi de l'encadrement direct du personnel.

D'où le 4 éme pilier: AMELIORATION DU SAVOIR-FAIRE ET DES CONNAISSANCES

Principe N° 2: Démarrer le plus rapidement possible les nouveaux produits et les nouveaux équipements

La maîtrise des ressources de production permettra aux responsables production et maintenance de travailler efficacement avec les services développements et ingénierie pour concevoir des produits faciles à fabriquer et des équipements faciles à utiliser et faciles à entretenir.
La T P M rejoint la notion d’ingénierie simultanée et vise à ne plus accepter de modifications du produit ou de l’équipement après la phase de pré-industrialisation.

Ce principe se traduira par le pilier N° 7: MAITRISE DE LA CONCEPTION

Principe N° 3: Obtenir l'efficacité maximale des services fonctionnels

Les services techniques et administratifs doivent avoir pour objectifs de fournir à la production les informations et supports nécessaires à l'amélioration de sa compétitivité, tout en diminuant les tâches administratives et en simplifiant les procédures " sur-générées " par les démarches de certification.

Ce principe se traduira par le pilier N° 8: APPLICATION DE LA T P M DANS LES BUREAUX

Principe N° 4: Stabiliser les 5 M à un haut niveau

Obtenir le Zéro panne, le Zéro défaut, le TRG maximum, en un mot obtenir la performance maximale des ressources de production nécessite d’atteindre et de maintenir à un haut niveau les 5 M ( Matière, Machine, Milieu, MO, Méthodes). C'est à dire de mettre en œuvre les principes précédents:
• disposer d'équipements où ne subsistent que des détériorations naturelles,
• prévenir les défaillances naturelles,
• appliquer la T P M aux nouveaux produits et équipements,
• avoir des Opérateurs et des Techniciens de maintenance très compétents.
• avoir des fournisseurs qui se considèrent comme partenaires de la qualité de l’entreprise.

Le pilier correspondant sera le pilier N° 6: MAITRISE DE LA QUALITE

Principe N° 5: Maîtriser la sécurité, les conditions de travail et le respect de l'environnement

La performance des ressources de production passe aussi par ces exigences qui se traduisent aujourd'hui par la certification environnement ISO 14001 et bientôt sécurité et conditions de travail. C'est aussi rendre le travail moins pénible, moins salissant, moins dangereux.

Ce sera l'objet du pilier N° 5: SECURITE - CONDITIONS DE TRAVAIL ET ENVIRONNEMENT

Les 8 piliers de la TPM

Les 5 principes précédents expliquent les 8 piliers sur lesquels s'appuie la démarche TPM. Chaque pilier a sa propre stratégie qui implique une démarche spécifique ainsi que l'utilisation d'outils particuliers. Ils doivent être bâtis dans un ordre logique, d'autant plus qu'ils auront 2 fonctions distinctes.

Améliorer l'efficacité du système de production:

• Pilier 1: Gestion autonome des équipements,
• Pilier 2: Amélioration au cas par cas
• Pilier 3: Maintenance planifiée
• Pilier 4: Amélioration du savoir-faire

Obtenir les conditions idéales:

• Pilier 5: Sécurité, conditions de travail et environnement
• Pilier 6: Maîtrise de la qualité
• Pilier 7: Maîtrise de la conception
• Pilier 8: TPM dans les bureaux

Conclusion

On juge aujourd'hui les Entreprises sur leur capacité de création de valeur, valeur qui se décompose en :
* Valeur à LT ( évolution de la valeur de l'entreprise, de ses actions à long terme)
* Valeur financière ( rémunération du capital en tenant compte d'une notion de risque),
* Valeur opérationnelle.

La valeur opérationnelle est fondée sur les compétences fondamentales de l'Entreprise; elle se traduit par:
* la diminution des coûts: économies sur les consommations, fiabilisation de l'outil, augmentation de la productivité et simplification de gestion.
* la diminution du BFRex: flexibilité, diminution et respect des délais, réduction des stocks, coopération avec les fournisseurs.
* la diminution des immobilisations: améliorer le rendement des équipements, prolonger leur durée de vie, bien démarrer les nouvelles installations, investir mieux au juste nécessaire.

La T P M agit directement et durablement sur le développement de ces compétences fondamentales par l'intermédiaire de 3 facteurs principaux:

Facteurs d'identification du personnel:
Implication - Responsabilité - Apprentissage - Appropriation - Autonomie - Communication - Solidarité -Compétences - Continuité.

Facteurs d'exigence:
Performance - Excellence - Compétitivité - Amélioration permanente - Reconnaissance - Qualité - Sécurité.

Facteurs de rigueur:
Méthode - Organisation - Transparence - Maîtrise - Efficacité - Fiabilité - Verrouillage

Il s'agit d'un changement de culture qui ne peut se décider unilatéralement, mais qui se construit dans le temps; c'est pour cela qu'une démarche T P M est longue et même jamais terminée puisqu'elle est basée sur l'amélioration permanente.
Seules les Entreprises qui en auront la volonté et qui feront preuve de persévérance pourront créer cette valeur opérationnelle, celle qui les différenciera de leurs concurrents, celle que leurs concurrents auront beaucoup de difficulté à copier.