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Le tolérancement inertiel : plus de liberté en production

FICHE COORDONNÉE PAR JEAN-FRANÇOIS PREVÉRAUD

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Le tolérancement vise à limiter la variabilité dimensionnelle des pièces mécaniques. L'usage veut que l'on délimite celle-ci par un intervalle de conformité ! Cette approche centenaire est en passe d'être dépassée par le tolérancement inertiel, récemment normalisé, qui donne plus de liberté à la production, tout en garantissant la fonctionnalité des produits assemblés !

Deux points importants

Calculer l'inertie

La qualité d'un produit assemblé dépend de deux critères : l'écart de centrage par rapport à la cible (noté d), la dispersion autour de cette cible (écart type s), l'inertie d'un lot est calculée à partir de ces deux éléments par la relation : I = d2 + s2 . La tolérance ne porte plus sur un intervalle mais sur cette quantité.

Privilégier le centrage sur la cible

L'approche traditionnelle de tolérancement par intervalle ne donne pas d'indication sur la répartition des pièces à l'intérieur de la tolérance. Le respect de l'inertie privilégie le centrage des processus sur la cible, ce qui améliore grandement la qualité des produits fabriqués.

Le tolérancement inertiel

A QUOI ÇA SERT ?

Privilégier la qualité plutôt que l'intervalle de tolérance. Le tolérancement inertiel abandonne la notion de bipoint pour tolérancer la caractéristique par une cible et une inertie maximale autour de cette cible (inertie composée de l'écart par rapport à la cible et de la dispersion du procédé). Cette nouvelle représentation place la notion de conformité dans une autre logique : la recherche de la qualité du produit fini plutôt que le respect d'un intervalle pour la caractéristique.

Donner plus de liberté à la production. Le tolérancement inertiel est un calcul statistique mais qui garantit une qualité optimale des produits assemblés. En cela, il permet une plus grande liberté de dispersion des cotes de fabrication pour les processus de production, donc d'en réduire les coûts, sans pour autant mettre en péril la qualité fonctionnelle du produit.

COMMENT LE METTRE EN OEUVRE ?

Le tolérancement inertiel part de l'exigence fonctionnelle (par exemple un jeu). On détermine sur celle-ci la cible qui réalisera le meilleur compromis entre toutes les exigences (le jeu ne doit être ni trop grand, ni trop faible). On détermine également la dispersion maximale que l'on peut admettre dans une situation où l'exigence fonctionnelle serait centrée sur la cible.

Partant de ces deux éléments, on calcule statistiquement les cibles et les dispersions maximales admises sur l'ensemble des caractéristiques de la relation linéaire (chaîne de cotes dans le cas d'un jeu). Cette dispersion fixe l'inertie sur la caractéristique. L'acceptation de situations décentrées sera automatiquement gérée par la définition de l'inertie qui fait le bon compromis entre dispersion et décentrage.

La conduite des productions devra par la suite garantir un centrage suffisant pour que l'inertie calculée sur les lots soit inférieure à la limite notée sur le plan : par exemple 0,750,004 STI, selon la norme XP E 04 008 (2009), pour une tolérance inertielle de 0,004 sur une cote de 0,75.

L'AVIS DE L'EXPERT

MAURICE PILLET

PROFESSEUR À L'UNIVERSITÉ DE SAVOIE

« Avec le tolérancement par intervalle, on cherche en vain à trouver le bon compromis entre garantir à tout prix la fonctionnalité et donner le plus de liberté possible à la production. Si on veut plus de qualité à moindre coût, il faut changer de méthode, adopter une façon de tolérancer qui modifie notre perception de l'acceptation de la variabilité, c'est l'objectif du tolérancement inertiel. »

LES PIÈGES À ÉVITER

Utiliser le tolérancement statistique classique par intervalle. Ce mode de calcul de tolérancement largement répandu dans les entreprises est dangereux pour la qualité des produits livrés au client final. Il peut conduire, même avec de bon Cpk (indicateurs de capabilité), à faire 100 % d'assemblages non conformes avec pourtant 100 % de pièces conformes lorsque les productions ne sont pas centrées ! Faites du statistique, oui, mais en tolérancement inertiel !

Ne pas piloter correctement les processus. Le tolérancement inertiel pousse à respecter le centrage sur la cible. Pour cela, encore mieux que la maîtrise statistique des processus (MSP), il faut utiliser les outils de la maîtrise inertielle des processus (MIP). Des cartes de contrôles inertielles très performantes, associées à des indicateurs de capabilité et un pilotage multicritère rendent très simple le pilotage sur la cible des processus, afin de garantir l'inertie maximale admise.

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