FMS, système de fabrication flexible

FMS (Flexible Manufacturing System) ou en français (Système de fabrication flexible) est une technologie qui vise à rendre flexible l’ensemble de l’outil de production. C’est-à-dire, le préparer à s’adapter aux divers changements de son environnement, sans qu’il y ait besoin d’engager de nouveaux investissements en biens d’équipement, ou d’engendrer de longues pertes de temps. Sa finalité est de réaliser une multitude d’opérations hétérogènes à partir d’un nombre très limité de ressources.

Le besoin d’accélération des flux dans les processus, et l’automatisation des tâches complexes et à forte valeur ajoutée sont à la base de la genèse des FMS. L’élément de base constituant un FMS est la machine à commande numérique, appelée en anglais CNC (Computer Numerical Control).

La machine à commande numérique possède un dispositif automatique de changement d’outils et une mémoire qui enregistre la gamme des opérations. Ce dispositif lui permet d’enchaîner avec beaucoup de réussite plusieurs opérations consécutives sans aucune intervention humaine. Le temps consacré aux réglages et aux changements d’outils est donc fortement réduit. La flexibilité d’une CNC est par conséquent plus accrue par rapport aux machines-outils traditionnelles.

Plusieurs machines à commandes numériques rassemblées et exécutant un même type de tâche forment une cellule flexible. Plusieurs cellules flexibles et consécutives constituent un système de fabrication flexible. Un FMS est donc l’agencement de plusieurs machines à commandes numériques, reliées par un système automatique de transport et de chargement des pièces et des outils.

Différentes approches de la flexibilité et signification

Le terme "flexible" décrit l'adaptabilité ou la souplesse du système de production.
Machine flexible : Capacité pour une machine à réaliser différentes opérations ou à fabriquer différents types de pièces. Ex : Machine Outil à commande numérique (MOCN).
Manutention flexible : Système de manutention automatisé facilitant le mouvement des pièces entre différents postes de travail.
Atelier flexible : Capacité pour un atelier à s'adapter en un temps restreint, à une évolution plus ou moins imprévue de la production. Ex : variation du volume de production, changement de produit en cours de fabrication.
Un atelier flexible comporte alors plusieurs machines flexibles, une manutention flexible, un stock flexible, un produit flexible et une gestion flexible.
Production flexible : Production automatisée, contrôlée par l'ordinateur, permettant de fabriquer une grande variété de pièces. La nature de ces pièces et la taille du flux de production peuvent varier sans qu'il y ait nécessairement besoin d'engager des investissements importants en biens d'équipement.
Système de fabrication flexible : Plusieurs machines outils autonomes d'une chaîne de fabrication, reliées par des systèmes de manutention automatiques et capables de gérer une grande variété de pièces sans l'intervention humaine.

Les différents niveaux d’intégration d’un FMS :

(FMM, Flexible Manufacturing Module) ou Module de Fabrication Flexible : Une ou plusieurs machines à commande numérique opérant de façon isolée ;
(FMC, Flexible Manufacturing Cell) ou Cellule de Fabrication Flexible : Plusieurs machines à commande numérique opérant de façon consécutive et reliées par un système automatique de transport (AGV, automated guided véhicule)
(FMG, Flexible Manufacturing Group) ou Groupe de Fabrication Flexible : regroupement de plusieurs cellules flexibles.
(FPS, Flexible production system) ou système de fabrication flexible : automatisation de toute la fonction production.
(FML, Flexible Manufacturing Line) ou Ligne de Fabrication Flexible : automatisation globale de la chaîne de fabrication.

Avantages et inconvénients de la mise en œuvre d’un FMS

Bien que nécessitant des coûts d’investissement élevés au départ, les coûts de production sont réduits à long terme. Car dans leur globalité, les charges variables de production sont peut élevées.

L’un des plus grands atouts d’un FMS est le gain de temps de fabrication (délais très courts par rapports à un système de fabrication traditionnel).

Mais on peut aussi remarquer le taux assez réduit d’erreur ou de défauts (Mudas) grâce au contrôle automatisé. Généralement géré par flux tendus, les stocks sont réduits tout au long de la chaîne de fabrication.

Les principaux handicaps d’un FMS résident le coût élevé des investissements au départ (parfois plusieurs millions de USD), ces derniers sont amortis plusieurs années. Avec la vitesse des progrès technologiques, il y a des risques de se retrouver au bout de quelque temps avec un système moins adapté aux réalités du moment (moins efficace, ne correspondant plus aux besoins de l’environnement…). Le système peut nécessiter des investissements nouveaux avant même que les coûts engagés auparavant ne soient totalement amortis. D’autre part, le processus de prise de décision dans un FMS est extrêmement complexe. Le facteur humain par conséquent déterminant pour sa réussite.