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UNIVERSITÉ DU QUÉBEC À MONTRÉAL

OUTIL D'AIDE

À LA DÉCISION POUR L'AMÉNAGEMENT DES RESSOURCES DE PRODUCTION D'UNE ENTREPRISE D'ASSEMBLAGE DE CARTES ÉLECTRONIQUES (PCBA, "GRANDE VARIÉTÉ, FAIBLE VOLUME") MÉMOIRE PRÉSENTÉ COMME EXIGENCE PARTIELLE

DE LA MAÎTRISE EN ADMINISTRATION DES AFFAIRES

PAR

NOUR-EDDINE RAHIMI,

ING. JR.

OCTOBRE 2007

UNIVERSITÉ DU QUÉBEC À MONTRÉAL

Service des bibliothèques

Avertissement

La diffusion de ce mémoire se fait dans le respect des droits de son auteur, qui a signé le formulaire Autorisation de reproduire et de diffuser un travail de recherche de cycles supérieurs (SDU-522 -Rév.01-2006). Cette autorisation stipule que "conformément l'article 11 du Règlement no 8 des études de cycles supérieurs, [l'auteur] concède à l'Université du Québec à Montréal une licence non exclusive d'utilisation et de publication de la totalité ou d'une partie importante de [son] travail de recherche pour des fins pédagogiques et non commerciales. Plus précisément, [l'auteur] autorise l'Université du Québec à Montréal à reproduire, diffuser, prêter, distribuer ou vendre des copies de [son] travail de recherche à des fins non commerciales sur quelque support que ce soit, y compris l'Internet. Cette licence et cette autorisation n'entraînent pas une renonciation de [la] part [de l'auteur] à [ses] droits moraux ni à [ses] droits de propriété intellectuelle. Sauf entente contraire, [l'auteur] conserve la liberté de diffuser et de commercialiser ou non ce travail dont [il] possède un exemplaire.»

REMERCIEMENTS

Je voudrais en tout premier lieu remercier le professeur Suzanne Marcotte, ma directrice de mémoire, pour la confiance qu'elle a eu en moi en me confiant un travail aussi riche et stimulant, pour ses conseils et son encadrement, ainsi que pour son aide financière qu'elle m'a octroyée. Puisse ce travail être à la hauteur de ses attentes. Je remercie également M. Benoit Montreuil, professeur titulaire

à la faculté des sciences

de l'administration de J'Université Laval, pour sa générosité et sa complicité, ainsi que

ses fidèles collaborateurs M. Nabil Ouazani et Mme Edith Brotherton.

Je ne peux

exprimer ma gratitude aux responsables de l'entreprise Sanmina-SCI Pointe Claire pour leur collaboration. Je remercie spécialement, le directeur manufacturier M. Philippe Beaumier et tous les ingénieurs qui travaillent dans son département. J'aimerais expnmer ma très profonde reconnaissance à mon épouse Nadia pour sa grande patience et son support moral, et je tiens à remercier du fond du coeur mon fils

Yassine qui a toujours été ma

flamme d'inspiration.

Enfin, je dédie ce travail à la mémoire de mon père Bouchaib qui nous a quittés l'année

passée en plein milieu de cette présente recherche; que Dieu l'ait en sa sainte miséricorde.

TABLE DES MATIÈRES

LISTE DES TABLEAUX

Il 1.3.2 lA Organisations de production IV

2.3 Organisation produit (lignes multi-produits) 60

_2.4 Organisation cellulaire 67

2.5 Organisation fractale 72

2.6 Organisation holographique 76

2.7 Organisation réseau 79

CHAPITRE 3 : MESURES DE PERFORMANCE 84

3.1 Introduction 84

3.2 Mesures de performance qualitatives 87

3.2.1 Flexibilité 87

3.2.1.1 Mesure de la flexibilité du système manufacturier 88

3.2.1.2 Mesure de la flexibilité du plancher 94

3.2.2 Qualité 100

3.3 Mesures de performances quantitatives 103

3.3.1 Productivité 103

3.3.2 Temps de passage 105

3.3.3 Coût opérationnel de production 114

3.3.4 En-cours

Il 5

3.3.5 Flux 118

CHAPITRE 4 : APPROCHE MÉTHODOLOGIQUE

ET ÉTUDE DE CAS 123

4.1 Introduction 123

4.2 Techniques (heuristiques) de conception des aménagements 124

4.3 Évaluation des aménagements 125

4.4 Simulation 127

4.4.1 Outil de simulation et de conception d'aménagement (weblayout) 128

4.5 Analyse

133

4.5.1 Analyse multicritère 134

4.5.2 Analyse de sensibilité

14 1

4.6 Présentation

du cas d' étude 144

4.6.1 Présentation de la corporation Sanmina-SCI inc 144

v 4.6.2 VI

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 2.1 Avantages et inconvénients de l'organisation fonctionnelle 55 Tableau 2.2 Avantages et inconvénients de l'organisation produit 63 Tableau 2. 3 Exemple de création de 4 postes de travail après équilibrage, méthode de

Bedworth et al. ( 1982) 66

Tableau 2.4 Différents avantages

et inconvénients de l'organisation par groupe (cell ulaire) 68 Tableau 2.5 Exemple de création de cellules à partir du regroupement des produits 70

Tableau

3.1 Applications de mesures de performance 86

Tableau

4.1 Les différentes opérations constituant le processus d'assemblage des PCBs

dans la phase l (Sanmina-SCI Pointe Claire) 157

Tableau

5.1 Résultats de l'application des mesures de performance, alternative 1 167

Tableau 5.2 Coûts d'acquisition des nouveaux équipements SMT 173 Vl1l Tableau 5. 9 Nombre de machine ainsi que. celui de la main d'oeuvre pour chaque poste de travail au niveau de l'aménagement produit 1 197

Tableau 5.10 Proportions

d'amélioration des résultats aux niveaux des 18 aménagements, lors de l'intégration de la nouvelle technologie dans le cadre de

1'alternative 3 199

Tableau 5.11 Résultats des mesures

de performance des trois altematives 213

LISTE DES FIGURES

Figure 1.1 Activités principales de l'industrie de la microélectronique selon DigiPlan x Xl Figure 3.2 Exemple de processus de fabrication illustrant les rendements des postes de XII Figure 4.13 Organisation de Sanmina-SCI Pointe Claire 151 Figure 4.14 Organisation de la production au niveau de la phase 1 152

Figure 4.] 5

Aménagement actuel des ressources de la phase 1(Sanmina-SCl Pointe

Claire) 153

Figure 4.16 Exemple

de processus d'assemblage des PCBs dans la phase! (Sanmina-

SCI Pointe Claire) 154

Figure 4.17 Exemple

de routage des PCBs dans la phase 1 (Sanmina-SCI Pointe Claire)

........................................................................�........................................................ 159

la Phase 1 chez Sanmina-SCI Pointe Claire: premier design 176

Figure 5.4

Aménagement des ressources selon l'organisation de production "Produit" dans la Phase 1 chez Sanmina-SCI Pointe Claire: premier design 177

Figure 5.5

Aménagement des ressources selon l'organisation de production "Cellulaire" dans la Phase 1 chez Sanmina-SCI Pointe

Claire: premier design .... 178

Figure 5.6

Aménagement des ressources selon l'organisation de production "Fractale" dans la Phase 1chez Sanmina-SCl Pointe Claire: premier design 180

Figure 5.7

Aménagement des ressources selon l'organisation de production "Holographique" dans la Phase 1 chez Sanmina-SCl Pointe Claire: premier design 181
Figure 5.8 Aménagement des ressources selon l'organisation de production "Réseau" dans la Phase 1 chez Sanmina-SCl Pointe

Claire: troisième design 183

Figure 5.9 Comparaison des

18 aménagements proposés au niveau du critère de la

flexibil ité dans le cadre de l'altemative 2 185 XlII Figure 5.10 Comparajson des 18 aménagements proposés au niveau du critère de la qualité relié au nombre de manipulations dans le cadre de l'alternative 2 188 Figure 5.1 1 Comparaison des 18 aménagements proposés au niveau du critère de la productivité dans le cadre de l'alternative 2 190
Fjgure 5.12 Comparaison des 18 aménagements proposés au niveau du critère "Flux" dans le cadre de l'alternative 2 192 Figure 5.13 Comparaison des 18 aménagements proposés au niveau du critère "Autres", alternative 2 195
Figure 5.14 Structure hiérarchique de l'analyse AHP, réalisée dans le cadre de l'alternahve 2 202 Figure 5.15 Synthèse de la pondérahon des critères relevant du niveau 1 de l'analyse

AHP 204

Figure 5.16 Synthèse des poids des sous-critères relevant du critère "Flexibilité" 204 Figure 5.17 Synthèse des poids des sous-critères relevant du critère "Qualité" 205

Figure 5.18 Synthèse des poids des sous-critères relevant du critère "Productivité" .. 205

Figure 5.19 Synthèse des poids des sous-critères relevant du critère "Productivité" .. 206

Figure 5.20 Synthèse des poids des sous-critères relevant du critère "Autres" 207 Figure 5.21 Synthèse des poids des alternahves de solution selon la méthode AHP .. 207 Figure 5.22 Graphique de performance initial des alternatives de soluhon 208 Figure 5.23 Graphique de performance des alternatives de solution avec le changement de poids du critère "Qualité" 209 Figure 5.24 Graphique de performance des alternatjves de solution avec le changement de poids du critère "Flux" 2] 0

Figure

5.25 Graphique de performance des alternatives de solution avec le changement

de poids des critères "Productivité" et "Autres" 21 ] Figure 5.26 Structure hiérarchique de l'analyse AHP, choix de la meilleure alternative

........................................................................�........................................................2] 5

Figure 5.27 Synthèse des poids des trois alternatives selon la méthode AH? 216 Figure 5.28 Graphique dynamique initial des trois alternatives 217 XIV Figure 5.29· Graphiques du gradient des trois alternatives au niveau des cinq critères220 AHP AS1C BGA CM EMS FFL FMS FP GFFL GT ICT ISO MSD MSP OEM PCB PCBA PEPS PLCC POF QMS RTFP SLP SMD SMED

LISTE DES ABRÉVIATIONS

Analytic Hierarchy Process

Application Specifie lntegrated Circuit

Bail Grid Array

Contract Manufacturers

Electronic Manufacturing System

Flexible Flow Line

Flexible Manufacturing System

Flying Probe

Generalized Flexible Flow Line

Group Technology

ln-Circuit Test

International Standards Organization

Moisture Sensitve Deviee

Maîtrise Statistique des Processus

Original Equipment Manufacturers

Printed Circuit Board

Printed Circuit Board Assembly

Premier Entré Premier Sorti

Plastic Leaded Chip Carrier

Parts

On Floor

Quality Modeling System

Ratio de Tension des Flux de Production

Systematic Layout Planning

Surface Mount Deviee

Single Minute Exchange

of Dies XVI SMT THT THTA TME TRG TRS WlP

Surface Mount Technology

Through-Hole Technology

Through-Hole Technology Assembly

Taille Minimale Efficace

Taux de Rendement Global

Taux de Rendement Synthétique

Work ln Process

RÉSUMÉ

Ce mémoire présente un outil d'aide à la décision qui permet aux décideurs des entreprises oeuvrant dans le domaine de l'assemblage des cartes électroniques et plus spécialement celles qui oeuvrent dans la niche "Grande variété, faible volume" de choisir la technologie et le type d'aménagement des ressources sur leurs planchers de production, s'adaptant, le mieux, à leur contexte de travail. Dans le cadre d'une étude de cas, trois alternatives sont approchées soit, l'alternative 1 où nous gardons en place l'aménagement actuel des ressources sur le plancher et nous remplaçons le type de technologie existant par un autre plus adéquat, l'alternative 2 où nous gardons en place la technologie actuelle et nous changeons l'aménagement existant, et finalement l'alternative 3 où nous changeons la technologie et l'aménagement actuels. Dans le cadre des alternatives 2 et 3, nous proposons des aménagements découlant des six organisations de production suivantes: "Fonction", "Produit", "Cellulaire", "Fractale", "Holographique", et "Réseau". Chaque aménagement conçu est évalué selon des mesures de performance se résumant dans la flexibilité, la qualité, la productivité, les flux de production, le temps de passage, les temps de réglage, et autres mesures jugées pertinentes. Une analyse multicritère, concrétisée par l'analyse AHP, est mise en application afin de choisir l'aménagement s'adaptant, le mieux, à notre cas d'étude et par extrapolation aux entreprises oeuvrant dans la niche "Grande variété, faible volume" de l'industrie d'assemblage des cartes électroniques. En outre, une analyse de sensibilité est mise en oeuvre en vue de tester la robustesse de notre choix final. Les outils informatiques utilisés dans cette présente étude sont: le logiciel "Weblayout" dans lequel nous concevons et nous simulons les scénarios de la demande, le chiffrier

électronique

"Excel" dans lequel nous effectuons certains calculs, et enfin le logiciel "Expert Choice" dans lequel nous mettons en application l'analyse AHP ainsi que l'analyse de sensibilité. Mots clés: Aménagements, assemblage de cartes électroniques PCBA, grande variété faible volume, analyse multicritère AHP.

INTRODUCTION

Le progrès technologique, et plus précisément celui de l'électronique, a révolutionné

notre vie quotidienne et a modifié tous les éléments constituant les tissus social, économique et même politique de notre globe. L'électronique, cette science impressionnante qui a vu le jour en 1904 via l'invention du tube diode par le physicien Fleming (Antébi, 1982), est devenue omniprésente dans notre vie, à tel point que nous ne pouvons plus nous en passer. En effet, l'abondance des appareils d'aujourd'hui, si familiers qu'ils soient, qui nous entourent tels que les appareils électroménagers, les ordinateurs, les cellulaires, les téléviseurs, etc., le prouve. Au début des années 1970, quand les trois ingénieurs l fondateurs de l'entreprise Intel inc. ont inventé le premicr microprocesseur, le Intel 4004, la miniaturisation des circuits

électroniques est venue révolutionner le

domaine de la numérisation, produisant ainsi une standardisation du transport de l"information. De grandes entreprises multinationales telles que Nortel, AJcatel et Nokia oeuvrant dans l'industrie des télécommunications, Philips, Sony et Thomson oeuvrant dans l'électronique grand public, ainsi que Microsoft et IBM oeuvrant dans l'informatique, se sont imposées comme leaders mondiaux dans la convergence numérique. Ces gigantesques entreprises ont inondé le globe de produits extrêmement complexes, qui nous accompagnent dans notre vie quotidienne. Dans la plupart des cas, ces produits se manifestent sous forme de systèmes intégrés dont les cartes électroniques assurent le fonctionnement. Au début, dans le cadre d'une intégration verticale, ces entreprises innovatrices assuraient elles-mêmes la fabrication, au complet, de leurs produits. Mais, au fil des années, elles se sont rendues compte que cette intégration verticale ne leur garantissait pas la productivité et l'efficience souhaitées et ne leur permettait pas de mieux se concentrer sur leur mission initiale, soit

1 Ted Hoff, Federico Faggin el Stan Mazor

2 la course à l'innovation sous ses deux formes, fondamentale et appliquée. Alors, elles se sont dissociées de la phase de fabrication des cartes électroniques et l'ont externalisée en faveur d'autres entreprises émergeantes. De ce fait, une nouvelle industrie a vu le jour soit, l'industrie de l'assemblage de cartes électroniques (PCBA : Printed Circuit

Board Assembly).

Le processus d'assemblage des cartes électroniques consiste à placer et à souder des composants électroniques tels que les diodes, les transistors, les résistances, les circuits intégrés, etc., sur des circuits imprimés vierges destinés à accomplir une fonction donnée. Cinq grandes phases découlent de ce processus, soit l'assemblage automatique, l'assemblage manuel, le soudage à la vague, J'assemblage mécanique et les tests

électriques (Mcdowell et al., 1989

et Rocwell et al., 1990 ). L'assemblage automatique estquotesdbs_dbs46.pdfusesText_46

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