16 Nov Introduction à la maîtrise statistique des processus (MSP)
Un expert d’ARTS apporte son soutien à la gestion de la qualité chez Airbus dans le bureau de Hambourg. Son objectif est de développer une approche de processus pour l’introduction du contrôle et de l’optimisation statistiques des processus (SPC) avec une application générale dans l’assemblage structurel de l’A330.
Les défis de la construction aéronautique décentralisée
Contrairement à son principal concurrent, Boeing, qui a opté pour une fabrication centralisée dans son usine d’Everett, dans l’État de Washington, Airbus utilise une approche décentralisée de la fabrication, dans laquelle les différentes sections sont produites et assemblées sur différents sites. Dans ce système de fabrication, Airbus définit un axe de production pour chacun de ses sites : par exemple, l’usine de Hambourg est responsable de la production du fuselage et de la cabine. Cela concerne tout, du développement à la production, pour tous les avions civils d’Airbus. Par exemple, l’usine de Stade, dans le nord de l’Allemagne, produit des stabilisateurs verticaux et des composants en PRFC, Filton, près de Bristol, en Angleterre, fabrique des ailes, tandis que les systèmes d’hypersustentation pour les ailes sont fabriqués à Brême. L’assemblage final de l’A330, par exemple, a lieu à Toulouse, en France.
Pour que l’assemblage final puisse être réalisé sans effort inutile, il est important de veiller à ce que les différentes sections soient assemblées dans le respect des tolérances applicables, tout en atteignant des normes élevées de qualité et de reproductibilité. De légères différences peuvent apparaître au niveau des joints du fuselage, qui sont les endroits où les sections sont reliées les unes aux autres. Les dimensions de ces joints peuvent ne varier que de quelques millimètres, mais cela peut tout de même représenter un écart excessif dans le diamètre du fuselage de l’Airbus, de légères variations géométriques rendant plus difficile l’assemblage des sections du fuselage. Par conséquent, les normes de qualité plus élevées pour les Airbus exigent des tolérances réduites.
En raison de leur taille et de leur complexité, les joints du fuselage doivent faire l’objet d’un certain nombre de corrections. Le contrôle statistique des processus (CSP) est l’une des options permettant d’optimiser l’ensemble du processus d’assemblage structurel.
Contrôle statistique des processus et optimisation
Airbus utilise déjà le processus de contrôle statistique des processus (CSP) pour ses avions A350 et A380. Le CSP est une méthodologie de gestion de la qualité internationalement reconnue, qui a été développée et décrite par Walter A. Shewhart au début du vingtième siècle.
L’objectif est d’utiliser des méthodes statistiques pour mettre en place un processus étroitement contrôlé, en améliorant les performances et, en fin de compte, en réduisant les écarts par rapport au processus et en évitant les gaspillages. Si les étapes du processus sont comprises, il est possible d’intervenir à un stade précoce du processus et de prendre les mesures de contrôle appropriées. L’utilisation de ce processus et l’introduction du système SPC chez Airbus visent à réduire le processus de dépannage et de gestion des problèmes. En enregistrant les données relatives au processus et au produit dans le système, il est possible d’obtenir une vue d’ensemble de la section concernée et de démontrer les relations contextuelles entre le produit et le processus et de mettre en évidence les faiblesses éventuelles. Des mesures peuvent ainsi être prises à temps pour résoudre ces problèmes.
Pour mieux comprendre la différence entre les données relatives au produit et celles relatives au processus, il suffit de se référer à cet exemple tiré de la littérature spécialisée que l’on peut également trouver chez Airbus. Les données de produit peuvent comprendre le diamètre d’un trou de forage. Les données de processus pour le trou de forage sont la vitesse de rotation et la vitesse d’avance à utiliser lors du forage du trou.
Cette méthodologie peut être appliquée à n’importe quel secteur. Dans l’industrie aéronautique, elle n’est pas encore très répandue. L’une des raisons est qu’il faut généralement des échantillons de grande taille pour générer des données statistiques. Dans le secteur de l’aviation, ces échantillons ne sont pas courants en raison des faibles volumes de production.
SPC dans l'assemblage structurel de l'A330, Section 16 à l'emplacement 601
Notre expert ARTS travaille chez Airbus à l’introduction du processus SPC pour l’assemblage structurel de l’A330 à Hambourg.
Le chantier 601 a servi de projet pilote pour l’assemblage des coques latérales, de la grille de plancher et du bouchain de la demi-section inférieure 16. Il comporte un point de séparation avec la section centrale du fuselage, sur laquelle les ailes sont assemblées lors d’une étape ultérieure. Pour ce point de séparation, Airbus a défini certains rayons et écarts autorisés. Au total, 30 paramètres sont définis et enregistrés pendant le processus d’assemblage sur le chantier. La photogrammétrie, par exemple, est utilisée pour évaluer les données du processus. Le point de séparation de chaque section est mesuré en fixant de petites plaques d’environ 10 x 15 cm à des endroits choisis. Les plaques contiennent des points de réflexion qui reflètent la lumière pendant la mesure. La photogrammétrie du point de séparation est effectuée à des distances et des angles spécifiques. Les points de mesure sont fixés au revêtement extérieur, aux pistes et aux rails des sièges. Lors de l’introduction de la méthode SPC, l’accent est mis sur les points de mesure des pistes. Ceux-ci présentent un spectre de tolérance particulièrement élevé par rapport aux autres points. Les données sont déterminées à l’aide d’appareils de mesure tels que des pieds à coulisse avec Bluetooth, des télémètres laser ou des mètres à ruban et transférées automatiquement sur une tablette. La tablette représente donc l’interface utilisateur avec le travailleur. Si les données sont sauvegardées après la mesure, elles sont disponibles pour l’évaluation. Il est possible de montrer des corrélations, par exemple, comment de petits changements de positionnement au cours du processus d’assemblage ont un effet important sur la qualité du produit fabriqué, dans ce cas le point de séparation. Outre la surveillance des données du processus, la procédure SPC émet également des alertes en cas de déviation des données du produit.
La photogrammétrie est utilisée pour mesurer les joints dans le cadre d’une GTI (Ground Test Instruction). Les GTI sont des tests obligatoires qui doivent être effectués sur chaque avion, d’autres GTI portant sur le système de ventilation ou le système hydraulique, par exemple.
Perspectives d'avenir pour le contrôle statistique des processus (CSP)
À l’avenir, il est possible que les fournisseurs livrent un « dossier numérique du patient » en même temps que les composants individuels. Les données et les relations identifiées précédemment lors de l’enregistrement des données de processus pourraient permettre de déterminer de manière flexible les mesures cibles pour l’emplacement. Les employés chargés de l’assemblage des avions sauraient alors exactement quelles mesures cibles ils doivent viser et ce qu’ils doivent spécifiquement chercher à éviter au cours de l’étape actuelle du processus. Les mesures cibles seraient donc corrigées sur chaque site d’assemblage afin d’obtenir la meilleure qualité globale possible. Cela correspondrait à une conception plus moderne de la qualité, dans laquelle les mesures ne varient plus à l’intérieur des tolérances, mais correspondent à l’objectif.