Explication du temps de cycle de fabrication : définition, formule et stratégies de réduction

Savez-vous quel facteur de production influence l'efficacité, le coût et la livraison des produits ? Le cycle de production est l'indicateur le plus important. Des études montrent qu'une réduction du temps de cycle peut entraîner une augmentation supplémentaire des bénéfices de votre entreprise. Si vous n'avez aucune idée du cycle de production, cet article vous aidera à comprendre ses bases, son calcul et ses possibilités de réduction.

Qu'est-ce que le temps de cycle de fabrication ?

Le temps de cycle de fabrication correspond au temps nécessaire à la production d'une unité de produit. Ce cycle comprend le temps nécessaire à la fabrication du produit du début à la fin et à la garantie de sa qualité conformément aux exigences du client.

Industrie 4.0 et temps de cycle

La priorité absolue de toute industrie manufacturière est de réduire les temps d'arrêt, de garantir la qualité et le suivi des produits. À cette fin, les technologies de l'Industrie 4.0 sont conçues pour réduire les délais de fabrication. Par exemple, un fabricant peut suivre ses produits, garantir leur qualité avant la finition et anticiper les pannes de machines afin de réduire les temps d'arrêt.

Parties du temps de cycle

Le cycle de production d'une unité se compose de quatre étapes :

• Temps de traitement : Il s’agit du temps nécessaire pour produire une unité de produit.
• Temps d'inspection : Ceci est nécessaire pour vérifier l'intégrité/les propriétés du produit selon les exigences du client.
• Temps de déplacement : Ce temps est nécessaire pour déplacer le produit inachevé d'une installation à une autre. Par exemple, le temps nécessaire pour déplacer les billettes vers l'atelier de laminage.
• Temps d'attente : Il s'agit du temps d'attente qui peut survenir lors de la fabrication ou de la livraison des matériaux.

Pourquoi le temps de cycle est-il important ?

Le cycle de fabrication réduit les coûts de production en diminuant les coûts de stockage et de main-d'œuvre. Ce cycle de fabrication plus court vous permet de livrer le produit dans les délais impartis, ce qui favorise la pérennité des relations clients.

Définition du temps de cycle de fabrication

Temps nécessaire pour produire une unité de produit, du début à la fin de la fabrication, et assurer la qualité requise par le client. On parle également de durée de cycle, de cycle de production et de temps de fabrication.

Temps de cycle vs délai d'exécution vs temps de réponse

• Temps de cycle : temps nécessaire pour terminer le processus de production d'une unité de produit.
• Délai de livraison : Il s'agit du délai total après confirmation de la commande jusqu'à la livraison des produits au client.
• Takt Time : « Takt » est un mot allemand qui signifie « battre ». Il s'agit du temps nécessaire au fabricant pour produire une unité de produit afin de répondre à la demande du client.

Comparaison du temps de cycle, du délai d'exécution et du temps de réponse

Le délai de livraison dépend du temps de fabrication, de la qualité du produit et du transport. Il peut être allongé par des retards de transport ou de dédouanement, même avec un cycle de fabrication plus court. Comme le montre la figure 01, pour une livraison rapide des produits aux clients, le temps de cycle de fabrication doit être inférieur ou égal au takt time.

Figure 01 : Comparaison du temps de cycle, du délai d'exécution et du Takt time

Comment calculer le délai de livraison

Si vous souhaitez calculer le délai de livraison, utilisez la date de commande et de livraison : Délai de livraison = Date de livraison de la commande − Date de demande de commande

Comment calculer le temps de réponse

Pour assurer la livraison des produits à temps, la formule suivante peut être utilisée :

Takt Time = Demande client/Temps de production disponible

Quand les utiliser ?

• Si vous souhaitez accélérer le processus de fabrication en considérant la réduction des goulots d'étranglement d'un produit, alors le temps de cycle peut être utilisé.
• Le délai de livraison peut être utilisé pour rationaliser la chaîne de commande à livraison.
• Si vous souhaitez répondre aux exigences des clients en alignant la vitesse de fabrication de votre produit, vous pouvez utiliser le takt time.

Comment calculer le temps de cycle dans la fabrication

Si vous cherchez à améliorer l'efficacité et le coût de votre processus de fabrication, le temps de cycle est l'élément le plus important à prendre en compte. Prenons l'exemple de l'usinage CNC pour comprendre le calcul du temps de cycle en fabrication.

L'usinage CNC est-il rapide ?

L'usinage CNC est un outil de pointe permettant de réaliser des géométries simples et complexes. Ses avantages, comme la précision des résultats et une efficacité accrue, le rendent supérieur aux méthodes manuelles.

Combien de temps prendra l'usinage CNC ?

Tous les procédés d'usinage CNC, tels que le fraisage, le tournage et le perçage, nécessitent-ils le même temps d'usinage ? La réponse est non, car le temps d'usinage d'un produit dépend des propriétés des matériaux et de la complexité des composants. Par exemple, les matériaux plus durs comme le titane nécessitent plus de temps d'usinage que l'aluminium.

Formule de base par opération

La formule de base pour calculer le temps de cycle est :

Temps de cycle (CT) = (Longueur de coupe ÷ Vitesse d'avance) × Nombre de passes

Les différentes opérations d'usinage CNC nécessitent des cycles de temps différents. Détaillons-les selon le fonctionnement de la CNC :

• Fraisage CT

Le fraisage est utilisé pour effectuer un usinage par plusieurs axes, et ce cycle de temps peut être calculé par la formule suivante :

(Longueur du parcours d'outil ÷ Vitesse d'avance) × passes

• CT tournant

Pour réaliser des pièces rondes, le tournage est la méthode la plus adaptée. La formule suivante vous aide à calculer le temps de cycle de tournage en usinage CNC :

(Longueur de coupe par tour ÷ Vitesse d'avance par tour) × passes

• Forage CT

Il est utilisé pour percer/percer des trous dans les matériaux, et la formule suivante est utilisée pour calculer le temps de cycle :

(Profondeur du trou ÷ Vitesse d'avance par tour) × nombre de trous

Pour obtenir plus d'informations sur le calcul du temps de cycle de fabrication, visitez :

Exemple concret : CNC monobloc vs lot de 500 pièces

On vous demande de réaliser trois perçages sur une plaque d'aluminium 6061 et de comparer si l'usinage d'une pièce nécessite plus de temps ou un lot de 500 pièces. Inutile de comparer les pièces une par une. Les formules suivantes peuvent être utilisées pour comparer :

Temps d'usinage d'une seule pièce

• Durée totale : Temps de préparation + [Qté × (Usinage + Manutention)]
• Durée totale : 30 min + [1 × (5 min + 1 min)] = 36 min
• Durée par partie : 36 minutes

Lot de 500 pièces

• Durée totale : Temps de préparation + [Qté × (Usinage + Manutention)]
• Durée totale : 30 min + [500 × (5 min + 1 min)] = 3030 min
• Temps par partie : 3 030 min / 500 = 6.06 minutes

Ainsi, grâce à cet exemple, vous avez compris que dans un lot important, le temps de configuration par pièce devient très faible, ce qui entraîne une diminution du temps d'usinage par pièce par rapport à une seule pièce.

Temps de cycle selon les méthodes de fabrication

Dans la section précédente, vous avez appris à calculer le temps de cycle de fabrication. La question est maintenant de savoir s'il est identique pour toutes les méthodes de fabrication. La réponse est non, car chaque méthode a ses propres procédés de fabrication, ses propres temps de refroidissement et ses propres tests de qualité. Le tableau 01 montre comment différents facteurs liés aux méthodes de fabrication peuvent influencer le temps de cycle. Examinons maintenant le temps de cycle selon les différentes méthodes de fabrication :

Usinage CNC

Comme vous le savez, la CNC est une méthode d'usinage avancée et précise utilisée pour différents matériaux. Les matériaux tendres comme l'aluminium et l'acier à faible teneur en carbone nécessitent quelques minutes d'usinage, tandis que les matériaux plus durs nécessitent quelques heures d'usinage pour les géométries complexes.

Figure 02 : Usinage CNC

Moulage par Injection

Le moulage par injection ne nécessite pas quelques heures pour fabriquer des produits en plastique. Il suffit de quelques secondes pour les fabriquer, mais le refroidissement peut prendre un certain temps.

Formage de tôle

Les procédés de formage de tôle nécessitent plus de temps de préparation, mais la mise en forme de la tôle peut prendre quelques secondes. Le traitement de lots importants pour le formage de tôle peut automatiquement réduire le temps de cycle de fabrication, comme indiqué dans la section précédente.

Impression 3D/EDM

Les méthodes de fabrication avancées, comme l'impression 3D, nécessitent quelques heures de fabrication. Le temps de refroidissement augmente la durée du cycle. Les méthodes de découpe de précision, comme l'usinage par électroérosion, nécessitent également un cycle long pour la découpe de matériaux durs.

Tableau 01 : Tableau comparatif des temps de cycle moyens et des facteurs clés selon différentes méthodes de fabrication.

Temps de cycle par type de processus

Au cours du processus, différentes opérations sont utilisées à des fins différentes. Par exemple, la CNC comprend plusieurs opérations telles que le fraisage, le tournage et le perçage. Ces opérations nécessitent des cycles de temps différents. La section suivante vous aidera à comprendre quelles opérations nécessitent un cycle plus long dans un processus :

Fraisage CNC

Le temps de cycle du fraisage dépend de la forme de la pièce. Il est généralement plus lent que celui du tournage.

Tournage CNC

Son temps de cycle est inférieur à celui de l'opération de fraisage car il est utilisé pour des pièces symétriques.

Perçage et taraudage

Le perçage des trous dans le matériau est un processus plus rapide. La géométrie souple et moins complexe des composants nécessite un temps de cycle de fabrication plus court. Ces opérations permettent d'insérer le trou dans le matériau.

Opérations secondaires (ébavurage, lavage, inspection)

Les opérations secondaires, telles que le traitement manuel des différents matériaux et l’assurance qualité, nécessitent plus de temps qu’un système automatisé.

Qu'est-ce qui augmentera le temps de cycle dans la fabrication ?

Avez-vous une idée de ce qui augmente le temps de cycle en fabrication ? Cela dépend entièrement de l'application, comme les composants aérospatiaux, qui nécessitent plus de temps pour la conception, la fabrication et l'assurance qualité. Voici les principaux facteurs qui augmentent le temps de cycle :

Géométrie complexe et caractéristiques

Les géométries complexes nécessitent un cycle long pour atteindre une précision dimensionnelle. Par exemple, les poches profondes, les micro-rayons et les parois minces.

Limites de taux d'enlèvement de matière

Un matériau dur, comme le titane, nécessite une vitesse d'usinage plus faible. Cette vitesse est nécessaire pour éviter les défaillances et la perte d'intégrité des matériaux. L'usinage de matériaux ductiles comme l'aluminium 6061, quant à lui, peut être réalisé à une vitesse plus rapide.

Montage et outillage

Les géométries complexes nécessitent des changements d'outils fréquents pour obtenir la forme souhaitée, ce qui peut allonger le cycle de fabrication.

Contrôles de qualité et retouches

L'augmentation du nombre de défauts de fabrication nécessite davantage de temps pour les éliminer. Des exigences de propriétés plus strictes augmentent automatiquement le temps total de fabrication.

Comment réduire le temps de cycle

Le temps de cycle de fabrication peut être réduit grâce à l'adoption du lean manufacturing. Cette fabrication avancée permet d'organiser les matériaux et d'éviter les variations en cours de fabrication. Le tableau 02 et la section suivante vous aident à comprendre les stratégies de réduction du temps de cycle.

Rationalisez le processus

La rationalisation consiste à éviter les outils inutiles et à organiser les installations de production en ligne. Par exemple, les outils de qualité doivent être évités dans une installation de fabrication.

Parcours d'outils à haute efficacité

Le logiciel de FAO moderne peut être utilisé pour maximiser la durée de vie de l'outil et éviter les parcours d'outils inutiles.

Travail standard et équilibre des lignes

Cela garantit la réduction des variations et du temps de travail à chaque poste lors de la fabrication du produit.

Automatiser les processus

Les machines modernes et les processus automatisés sont largement utilisés dans l'usinage et pour différents traitements de matériaux afin d'éviter de longs temps de cycle.

Comment l'IA améliore le temps de cycle de fabrication à l'avenir

L'utilisation de l'intelligence artificielle devrait augmenter dans différents secteurs d'activité entre 2025 et 2026. L'IA réduit les temps de cycle de fabrication en limitant les temps d'arrêt, en garantissant la qualité des produits et en prévoyant la maintenance des outils.

Tableau 02 : Stratégies de réduction du temps de cycle

Un temps de cycle plus court est-il toujours préférable ?

Est-il toujours préférable de privilégier un cycle de production plus court ? Non, livrer des produits sans garantie de qualité peut entraîner des échecs pour des applications critiques comme l'aéronautique.

Avantages d'un temps de cycle plus court

Un cycle de production court pour un produit réduit les coûts et garantit la livraison des produits à temps.

Maintenir la qualité dans les limites de tolérance

Si vous fabriquez le produit avec un temps de cycle court sans assurance qualité, cela conduit à des dimensions et une finition de surface médiocres.

Durée de vie de l'outil par rapport à la vitesse

La vitesse de coupe plus élevée de l'outil lors de la fabrication entraîne une diminution de la durée de vie des outils.

Le délai d'exécution n'est pas le temps de cycle

Le produit peut être fabriqué dans un cycle de temps court, mais sa livraison (délai d'exécution) peut être retardée en raison de problèmes de transport.

Comment trouver un atelier d'usinage approprié

Si vous recherchez un atelier d'usinage approprié qui vous fournit des directives appropriées et effectue une coupe précise, les points suivants doivent être suivis :

• Compétences : Choisissez l'atelier en fonction de la conception de vos composants. Certains fabricants ne sont pas en mesure d'usiner des géométries complexes.

• Expertise des matériaux : Choisissez l'atelier où une main-d'œuvre experte et des outils d'usinage précis peuvent couper les matériaux.
• Qualité et délai de livraison : Vérifiez la certification des tests et les avis des clients précédents sur la livraison des produits.
• Fournisseurs spécialisés : Des ateliers comme TUOFA fournissent un usinage précis et des solutions expertes pour les composants simples et complexes.

Conclusion

Les cycles de fabrication sont importants dans différents secteurs pour réduire les coûts et améliorer l'efficacité des produits. Les outils d'IA, la production allégée et la relation entre temps de cycle, délai d'exécution et temps de cycle peuvent aider le fabricant à aligner sa production sur la demande client. Il est essentiel de choisir un atelier d'usinage adapté pour obtenir un usinage précis sur des composants simples comme complexes, et TOUFA est l'un de ces ateliers fiables.

FAQ

Le temps de cycle inclut-il les retouches ?

Oui, si un composant ne passe pas le contrôle qualité, le temps passé à le réparer est également inclus dans le temps de cycle.

L’automatisation peut-elle réduire le temps de cycle ?

Oui, l’automatisation peut réduire le temps de cycle en évitant la répétition du même processus.

Quel est le cycle complet de fabrication ?

Le cycle complet d'un produit comprend sa fabrication, du début à la fin, incluant le formage, le traitement de surface et l'inspection.