19.12.2022 // Actualités générales

Des valeurs de tolérance réalistes pour contribuer au succès de l’entreprise

Depuis peu, la SNV Academy propose un séminaire intitulé « Tolérancement arithmétique et statistique appliqué au développement produit ». Ce séminaire rencontre un vif intérêt. Dans un entretien, le Pr Dr ing. Martin Garzke, intervenant lors de ce séminaire, nous dévoile les avantages que représentent les valeurs de tolérance réalistes pour l’entreprise et la manière dont elles permettront à l’avenir de s’affranchir de ce que l’on appelle les « tolérances de la peur ».

Pour le néophyte : qu’entend-on d’une manière générale par tolérancement arithmétique et statistique ?
Martin Garzke : Je vais essayer d’expliquer cette thématique à travers un exemple imagé : beaucoup connaissent le film « Diamants sur canapé ». Dans ce film, Audrey Hepburn porte un imposant collier de perles. Le diamètre de ces perles varie très légèrement d’une perle à l’autre. Il en va de même pour les pièces de construction. En raison de facteurs d’influence liés à la fabrication, chaque pièce usinée diffère de sa conception idéale. C’est la raison pour laquelle les pièces sont fabriquées de telle sorte que chacune de leurs cotes se situe dans une limite de tolérance maximale et minimale. Cependant, quelle répercussion cela a-t-il sur un assemblage dans lequel plusieurs pièces interagissent ? C’est à cette question que répond le tolérancement arithmétique et statistique.

Pouvez-vous résumer succinctement le contenu du séminaire SNV « Tolérancement arithmétique et statistique appliqué au développement produit » ?
Martin Garzke : Le séminaire se déroule sur deux jours. Le premier jour est consacré aux bases théoriques telles que l’origine de l’écart et la nécessité du tolérancement, ainsi qu’aux aspects techniques et économiques. La seconde journée aborde les différentes approches mathématiques destinées à la spécification des tolérances. En tant qu’enseignant, je tiens à ce que les contenus soient enseignés et consolidés à travers des exercices et des calculs pratiques. L’objectif du séminaire est que les participants acquièrent une certaine routine dans le calcul des tolérances pour qu’ils puissent l’appliquer dans leurs entreprises.

Concrètement, à qui s’adresse ce séminaire SNV ?
Martin Garzke : En premier lieu, il s’adresse à toutes les collaborateurs qui travaillent aux départements construction et développement, car ce sont eux qui déterminent la capacité de fonctionnement des composants et des assemblages à partir des tolérances prescrites. Il s’adresse également aux employés qualifiés dans le domaine du montage et de la fabrication. Il serait également souhaitable que les cadres dirigeants participent davantage à ces séminaires, car sans soutien de l’équipe de management direct, il est très difficile d’ancrer à long terme de nouveaux contenus dans l’entreprise. Etant donné que le tolérancement statistique prend en compte des informations de fabrication sous forme de distributions de caractéristiques avec moyenne et écart-type, ce séminaire s’adresse aux collaborateurs des entreprises qui fabriquent en grandes séries (>3000 pièces/an). C’est la condition sine qua non pour que les effets positifs de la statistique puissent se faire ressentir pleinement.

Quelle est la différence entre tolérancement arithmétique et tolérancement statistique ?
Martin Garzke : Le tolérancement statistique détermine des tolérances globales plus réalistes que celles obtenues par l’approche « au pire des cas » du tolérancement arithmétique. Le tolérancement arithmétique part toujours du principe que les cas en théorie les plus défavorables sont réunis, ce qui est rarement le cas dans la pratique. C’est pourquoi on l’applique avant tout aux assemblages en lien avec la sécurité, pour lesquels la mise en danger de la santé ou d’une vie humaine doit être exclue avec certitude. En contrepartie, des informations issues de la fabrication ou de la construction d’échantillons ou de prototypes sont intégrées dans le calcul du tolérancement statistique. Ainsi, les résultats obtenus pour la tolérance globale fournissent une image beaucoup plus proche de la réalité.

Photo : Martin Garzke explique aux participants du séminaire ce qui est important dans le tolérancement arithmétique et statistique.

Dans ce contexte, il est souvent question de « tolérances de la peur ». Pouvez-vous nous expliquer ce terme ?
Martin Garzke : Souvent, les collaborateurs n’ont pas suffisamment de connaissances en statistique. De ce fait, ils ne profitent pas des avantages du tolérancement statistique et en restent au tolérancement arithmétique. Cela peut s’avérer problématique lorsque, par la suite, quelque chose « bloque » ou « claque » dans un assemblage. Pour éviter cela, on effectue souvent les calculs avec des tolérances globales admissibles réduites, ce qui réduit encore davantage les tolérances de chacun des composants. Voici l’origine du terme « tolérance de la peur ».

Quelles sont les conséquences d’un manque de connaissances dans le domaine du calcul des tolérances pour l’entreprise ?
Martin Garzke : Pour résumer : la non-exploitation du potentiel de réduction des coûts de production.

Pourquoi la spécification de valeurs de tolérance pose-t-elle souvent problème ?
Martin Garzke : Dans les phases initiales du développement d’un produit, le concepteur ou le collaborateur en charge du développement ne sait pas quelles tolérances seront nécessaires pour que l’interaction des différents composants d’un assemblage puisse parfaitement fonctionner. Un autre aspect est souvent le manque de communication au sein d’une entreprise. Il est fréquent que les départements de développement/construction et de fabrication n’échangent pas entre eux.

A quel moment la spécification professionnelle de tolérances a-t-elle pris son essor dans les entreprises ?
Martin Garzke : En 1957, un ingénieur suisse publiait déjà un article scientifique sur le tolérancement statistique. Dans les années 1960 et 1970, d’autres publications issues de l’industrie ont été recensées. Cependant, je pense que cette notion s’est uniquement diffusée à grande échelle dans le secteur de l’automobile, du fait de la production en grandes quantités. Pourtant, même dans ce secteur, seuls des experts extrêmement spécialisés s’intéressent à ce sujet. Mon expérience montre qu’aujourd’hui encore la spécification professionnelle de tolérances se heurte à un large manque de connaissances dans de nombreuses entreprises. Par mon activité à l’université, je sais que de tels contenus sont rarement abordés dans les écoles supérieures et les universités.

Quelles normes s’imposent dans ce contexte ?
Martin Garzke : Dans le séminaire, nous nous servons entre autres de la norme SN EN ISO 8015 pour effectuer des calculs qui s’appuient sur des contenus corrects. Cette norme définit les bases de la spécification géométrique du produit, par exemple en termes de limites de fonctionnement ou la validité des indications concernant un élément géométrique.

Quelle valeur ajoutée les participants peuvent-ils retirer de ce séminaire ?
Martin Garzke : Les participants y apprennent des méthodes et des outils qui leur permettront à l’avenir de déterminer des tolérances individuelles et globales de manière réaliste. Cela réduit les rebuts de pièces, fait baisser les coûts de production et contribue ainsi au succès de l’entreprise.

Votre contact pour plus d'informations :
Christof Schönenberger, , Tél : +41 52 224 54 36

Martin Garzke

Il a commencé par suivre une formation professionnelle technique. Après des études de construction mécanique spécialisées dans les techniques de construction et d’entraînement, il a obtenu un doctorat dans le secteur particulier des nouveaux éléments mécaniques pour la construction légère. Il a ensuite travaillé pendant de nombreuses années dans l’industrie automobile sur le développement de constructions de châssis. Depuis 2004, il enseigne les éléments mécaniques et la conception de machines en tant que professeur à l’Université des sciences appliquées (Ernst-Abbe-Hochschule) Jena. Il possède de nombreuses années d’expérience dans le développement, la conception et les essais de composants, d’assemblages et de systèmes.

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