Les statisticiens, garants de l'avantage concurrentiel dans le secteur industriel

Défi

L'excellence repose sur une culture de l'amélioration permanente. WL Gore veut pouvoir améliorer ses produits, déjà de grande qualité, en moins de temps, et rationaliser la production.

Solution

exécuter des plans d'expériences dans JMP afin d'optimiser les produits et les procédés de fabrication, tout en déployant des fonctionnalités plus évoluées par le biais d'applications personnalisées (à base de scripts) faciles à utiliser par les ingénieurs de l'usine.

Résultats

en prenant des décisions fondées sur les données à tous les niveaux, WL Gore gagne du temps et réalise d'énormes économies — confirmant une fois de plus son hégémonie sur le marché mondial.

La marque WL Gore est depuis longtemps synonyme d'innovation technologique. Depuis la découverte et le développement du polymère synthétique polyvalent ePTFE — une technologie désormais au cœur de tous les produits Gore — en 1969 par Bob Gore, la société n'a eu de cesse de repousser les limites de l'esprit d'entreprise et de sortir des sentiers battus.

Mais si Gore a su demeurer à l'avant-garde, ce n'est pas uniquement par chance ou par magie : l'entreprise a toujours intégré la science dans la conception de ses produits, ainsi que dans chaque aspect de ses procédés de fabrication aux quatre coins du monde. « Nous examinons les données et prenons des décisions basées sur ces données », explique Maria Lanzerath, responsable mondiale des statistiques chez Gore. « Ce n'est ni de l'intuition, ni du flair. L'analytique fait partie intégrante de notre entreprise. »

Maria Lanzerath travaille au sein du pôle des opérations mondiales de Gore avec des équipes pluridisciplinaires d'ingénieurs de procédés et de scientifiques pour résoudre des problématiques ou répondre à des besoins spécifiques. Sa mission ? S'appuyer sur les statistiques pour surveiller et améliorer la qualité des produits Gore et de leurs procédés de fabrication. « Lorsque je compare Gore à d'autres entreprises qui travaillent en Allemagne », explique Lanzerath, « l'une des choses qui distingue Gore est que nous embauchons des statisticiens et la plupart des autres entreprises ne le font pas. Par exemple, nous avons deux statisticiens à temps plein rien qu’en Allemagne, ce qui nous permet d’approfondir nos analyses bien plus que [nos concurrents]…. Je ne sais pas ce que serait le pôle technique sans les plans d'expériences et tous ces outils d'analyse [qui nous permettent] de poser les bonnes questions et de prendre une décision orientée données. »

Maria Lanzerath, directrice mondiale des statistiques de Gore, explique comment JMP lui a permis de mettre en œuvre une variété d'améliorations et de mesures de gain de temps dans l'ensemble de l'entreprise.

Maîtriser les enjeux de la variabilité du produit

Maria Lanzerath explique que, dans les opérations de traitement du textile de Gore, l'équipe se heurte à une forte variabilité des produits fabriqués, en raison notamment de la volatilité des matières premières impliquées. Or, la variabilité est selon elle « un enjeu qui exige de bonnes méthodes et une compréhension des procédés. »

Entre autres attributions, Maria Lanzerath travaille désormais pour la division Ventilation de Gore, qui fabrique des évents pour l'industrie automobile. « [En matière de technologie d'évent], les exigences des constructeurs automobiles sont extrêmement variables », précise-t-elle. La hiérarchisation des caractéristiques requises, et parfois conflictuelles, peut s'avérer difficile. « [Dans le domaine de la ventilation], nous soudons un laminé PTFE sur un moule à l'aide de la technologie de soudage par ultrason. Toute la difficulté consiste à réaliser une soudure suffisamment solide pour assurer l'étanchéité et l'imperméabilité des évents sans brûler le produit par un excès d'énergie. » Le rôle de Maria Lanzerath est donc d'aider l'équipe à identifier une fenêtre de procédé qui contraigne la quantité d'énergie utilisée. « Il nous fallait trouver le juste équilibre entre ces deux cibles, en dépit des limites imposées — certaines combinaisons étant impossibles. Ils avaient besoin d'un plan avec des contraintes. »

L'analyse des données s'avère également utile dans l'identification des fenêtres de procédé des nouveaux produits, comme l'une des résines PTFE récemment mise au point pour un segment de l'activité Ventilation de Gore. Elle est produite par le biais d'un procédé d'enrichissement spécial, et Maria Lanzerath de rappeler que « pour [les ingénieurs Gore], c'était la première fois qu'ils exécutaient un procédé de ce type. »

Collaborer à l'échelle de l'usine pour identifier les nouvelles fenêtres de procédé

Qu'il s'agisse de ventilation ou de tissus, de composants électroniques ou de systèmes de filtration, Lanzerath affirme qu'il existe un point commun qu'elle constate dans l'usine : « Très peu d'ingénieurs savent coder et sont prêts à se plonger dans la programmation. » L'équipe de statisticiens apporte donc sa contribution à un grand nombre d'opérations au sein de la société Gore. Elle permet de prendre des décisions orientées données tout en donnant aux ingénieurs — parmi les plus avant-gardistes du secteur — la possibilité de se recentrer sur la création de produits et procédés.

Son rôle est notamment de trouver l'outil adapté pour simplifier les workflows et faire en sorte que statisticiens et ingénieurs parlent le même langage. « JMP nous a particulièrement séduits par la profondeur de ses analyses statistiques, [sa] convivialité hors pair et l'accent mis sur les plans d'expériences », ajoute Maria Lanzerath. « JMP allie convivialité et technologie de pointe. »

« Les gens adorent créer des graphiques dans Excel. Mais une fois qu'ils découvrent JMP et sa simplicité d'utilisation — notamment le Constructeur de graphiques et la carte de variabilité des systèmes de mesure —, ils constatent à quel point il est facile d'obtenir un graphique en un rien de temps. JMP est si rapide et intuitif que les utilisateurs ne veulent plus revenir à Excel. » Sa convivialité est en réalité ce qui permet d'établir un dialogue entre toutes les parties prenantes de l'usine.

Les plans d'expériences offrent une vision plus claire des nombreuses variables

Lanzerath affirme que le logiciel lui permet de résoudre les problèmes de fabrication les plus complexes que lui posent les ingénieurs de Gore. « JMP nous permet de mettre en place des analyses DOE spécifiquement adaptées aux besoins de nos ingénieurs », explique-t-elle. « Avec les plans d'expériences, je peux mettre au point des essais sous certaines conditions afin de déterminer une fenêtre de fonctionnement pour un procédé de production donné. Par exemple, lorsque nous [utilisons un adhésif pour] laminer des films PTFE sur un tissu, nous devons choisir une température, une vitesse de traitement, une tension et une pression, et identifier la meilleure méthode pour presser les deux matériaux ensemble. Autrement dit, nous devons gérer plusieurs facteurs à la fois. »

D'un point de vue mathématique, la résolution de ce problème pourrait impliquer un modèle multivarié ou multifactoriel. « Nous sélectionnons certaines combinaisons de facteurs, les testons et examinons les résultats de 20 ou 30 essais. Ainsi, même avec mille combinaisons potentielles, il suffit d'en exécuter un petit nombre pour identifier la fenêtre de procédé optimale », déclare Maria Lanzerath. « Ce qui me paraît particulièrement innovant dans JMP, c'est la plate-forme Plans sur mesure et ses plans optimaux — qui nous permettent de déployer les expériences quand nous en avons besoin. Nous analysons ensuite les données via la plate-forme Modèle linéaire pour identifier les combinaisons qui répondent le mieux à nos exigences. »

Grâce aux scripts personnalisés, les clients en interne ont accès aux analyses

Même avec les systèmes avancés de surveillance et de validation qualité de Gore, Maria Lanzerath confie qu'il n'est pas rare, pour elle et ses collègues, de rencontrer des problèmes insolubles avec un plan d'expériences standard. « Nous validons nos systèmes de mesure à l'aide d'une méthodologie baptisée EMP », souligne-t-elle. « Les opérateurs du laboratoire testent différents produits sur plusieurs jours afin de connaître la variabilité de ce procédé de mesure. Il s'agit dans l'absolu d'un plan factoriel complet, mais nous ne voulons pas que tous les facteurs soient entièrement randomisés. Les opérateurs doivent au contraire suivre un ordre rotationnel, ce qui est impossible avec les plans d'expériences élémentaires. Comme la plupart de nos utilisateurs en interne ne font pas souvent appel aux plans d'expériences, ils éprouvent quelques difficultés à les réaliser. C'est la raison pour laquelle j'ai décidé d'écrire un script dans JMP pour leur fournir une table de données finalisée qui effectue la manipulation à leur place. Il leur suffit de saisir le nombre de jours, le nombre d'opérateurs et le nombre de produits à tester. Ils appuient sur OK et le tour est joué. »

JMP réussit le tour de force de permettre à des utilisateurs comme Maria Lanzerath de créer leurs propres applications à partir de scripts. « L'immense avantage des applications JSL [JMP Scripting Language], c'est que les utilisateurs n'ont pas besoin de logiciel supplémentaire pour résoudre les problèmes, même les plus complexes », avance Maria Lanzerath. « Les gains de temps et les économies réalisées nous permettent d'investir dans de nouveaux développements sans progiciel supplémentaire. C'est un sacré atout. »

Maria Lanzerath et son équipe utilisent également des scripts personnalisés dans JMP pour améliorer la surveillance qualité par la maîtrise statistique des procédés. Pour que les usines fonctionnent au maximum de leurs capacités, les responsables qualité doivent mesurer les mêmes propriétés sur l'ensemble des produits — à la fois uniques et similaires — de Gore. « Mon collègue a développé une application pour collecter les données de procédé et de qualité des différents produits, et les fusionner dans une seule et même analyse — comme une vue d'ensemble du procédé », rappelle Maria Lanzerath. « Nous avons pu cerner certains problèmes qui sont vraiment liés au procédé, et pas au produit. C'était une découverte primordiale et un grand pas en avant. »

Un progiciel dynamique qui évolue avec ses utilisateurs

Pour Maria Lanzerath, l'un des intérêts majeurs de JMP est qu'il suit l'évolution du marché. À mesure que de nouvelles applications — et donc de nouvelles utilisations de JMP — voient le jour, le produit s'adapte. Par exemple, Lanzerath dit qu'elle a été très heureuse de voir la nouvelle fonctionnalité de comparaison de conception dans JMP 13. « C'était une idée qui venait d'un de mes collègues chez Gore. qui a présenté le concept à JMP en leur demandant s'ils pouvaient en tirer quelque chose. Et la fonctionnalité est désormais disponible. Les développeurs JMP restent à l'écoute de leurs clients pour pouvoir améliorer le logiciel à chaque nouvelle version. Nous avons réalisé que nous pouvions avoir une influence sur le logiciel et faire en sorte qu'il réponde parfaitement à nos attentes. »