Analyse et conception d'outils pour la traçabilité de ...

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N° d’ordre : 04-ISAL-0047 Année 2004 Thèse : Analyse et conception d'outils pour la traçabilité de produits agroalimentaires afin d'optimiser la dispersion des lots de fabrication. Présentée devant L’Institut National des Sciences Appliquées de Lyon Pour obtenir Le grade de docteur École doctorale Informatique et Information pour la Société (EDIIS) Spécialité Productique Formation doctorale Informatique et Systèmes Coopératifs pour l’Entreprise (ISCE) Thèse préparée au sein du laboratoire Productique et Informatique des Systèmes Manufacturiers (PRISMa) et du groupe Aoste, service informatique, en convention CIFRE Par Clément Dupuy Ingénieur en productique, INSA de Lyon Soutenue le 27 septembre 2004 devant la Commission d’examen Jury : Colette MERCE Rapporteur Professeur Pierre LADET Rapporteur Professeur Lionel DUPONT Examinateur Professeur Alain GUINET Directeur Professeur Valérie BOTTA GENOULAZ Co-directrice Maître de conférence Philippe HUGUES Encadrant CIFRE Ingénieur

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N° d’ordre : 04-ISAL-0047 Année 2004

Thèse :

Analyse et conception d'outils pour la traçabilité

de produits agroalimentaires afin d'optimiser la

dispersion des lots de fabrication.

Présentée devant

L’Institut National des Sciences Appliquées de Lyon

Pour obtenir

Le grade de docteur

École doctorale

Informatique et Information pour la Société (EDIIS) Spécialité Productique

Formation doctorale

Informatique et Systèmes Coopératifs pour l’Entreprise (ISCE)

Thèse préparée au sein du laboratoire Productique et Informatique

des Systèmes Manufacturiers (PRISMa)

et du groupe Aoste, service informatique, en convention CIFRE

Par

Clément Dupuy Ingénieur en productique, INSA de Lyon

Soutenue le 27 septembre 2004 devant la Commission d’examen

Jury :

Colette MERCE Rapporteur Professeur

Pierre LADET Rapporteur Professeur

Lionel DUPONT Examinateur Professeur

Alain GUINET Directeur Professeur

Valérie BOTTA GENOULAZ Co-directrice Maître de conférence

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Écoles Doctorales CHIMIE DE LYON

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EVOLUTION, ECOSYSTEME, MICROBIOLOGIE, MODELISATION (E2M2)

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MATERIAUX DE LYON

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Novembre 2003

Institut national des sciences appliquées de Lyon

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Développement Urbain

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FERROELECTRICITE

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Hydrologie urbaine

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Energétique et Thermique

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FAYARD J.M. BIOLOGIE FONCTIONNELLE, INSECTES ET

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FAYET M. (Pr. émérite) MECANIQUE DES SOLIDES

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GUYADER J.L. VIBRATIONS-ACOUSTIQUE

GUYOMAR D. GENIE ELECTRIQUE ET

FERROELECTRICITE

HEIBIG A. MATHEMATIQUE APPLIQUEES DE LYON

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JAYET Y. GEMPPM***

JOLION J.M. RECONNAISSANCE DE FORMES ET VISION

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Structures

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Thermique de l’Habitat

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SACADURA J.F. CENTRE DE THERMIQUE DE LYON -

Transferts Interfaces et Matériaux

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SCAVARDA S. (Pr. émérite) AUTOMATIQUE INDUSTRIELLE

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INDUSTRIELLE

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** CREATIS CENTRE DE RECHERCHE ET D’APPLICATIONS EN TRAITEMENT DE L’IMAGE ET DU SIGNAL

***GEMPPM GROUPE D'ETUDE METALLURGIE PHYSIQUE ET PHYSIQUE DES MATERIAUX

****LAEPSI LABORATOIRE D’ANALYSE ENVIRONNEMENTALE DES PROCEDES ET SYSTEMES INDUSTRIELS

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A Agnes, mon épouse A mes parents A tous ceux qui me sont Chers

Merci à Philippe pour avoir su me faire confiance. Grâce à lui j’ai appris le métier d’ingénieur. Merci à Valérie et Alain pour la liberté qu’ils ont su m’accorder. Grâce à eux j’ai découvert la recherche.

On fait la science avec des faits, comme on fait une maison avec des pierres : mais une accumulation de faits n'est pas plus une science qu'un tas de pierres n'est une maison. Henri Poincaré

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Clément Dupuy 14 Thèse - 2004 - Institut National des Sciences Appliquées de Lyon

Sommaire

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Clément Dupuy 15 Thèse - 2004 - Institut National des Sciences Appliquées de Lyon

CHAPITRE 1 INTRODUCTION ________________________________________ 19

1.1 La traçabilité : un sujet d’actualité ______________________________ 19

1.2 Démarche scientifique et guide de lecture de la thèse _______________ 19

CHAPITRE 2 D’UNE PROBLÉMATIQUE INDUSTRIELLE À UNE PROBLÉMATIQUE DE

RECHERCHE ____________________________________________________ 22

2.1 Introduction _______________________________________________ 22

2.2 Contexte : le groupe Aoste ____________________________________ 22 2.2.1 Les activités du groupe Aoste _____________________________________ 22 2.2.2 Chaîne logistique et processus de fabrication du saucisson sec ___________ 23

2.3 Projet traçabilité : étude du besoin______________________________ 24 2.3.1 Traçabilité avant le projet ________________________________________ 24 2.3.2 Un nouveau besoin : informatisation de la traçabilité ___________________ 25 2.3.3 Traçabilité : une tendance qui s’amplifie _____________________________ 26 2.3.4 Evolution du besoin _____________________________________________ 27 2.3.5 Une opportunité à saisir pour installer d’autres fonctionnalités____________ 28

2.4 Mise en œuvre du système d'information _________________________ 28 2.4.1 Choix de la solution _____________________________________________ 28 2.4.2 Structure du projet______________________________________________ 29 2.4.3 Analyse, mise en œuvre et extension _______________________________ 30

2.5 Vers une problématique de recherche ___________________________ 30

2.6 Résumé et conclusion ________________________________________ 31

CHAPITRE 3 TRAÇABILITÉ DANS L'AGRO-ALIMENTAIRE___________________ 32

3.1 Introduction _______________________________________________ 32

3.2 La traçabilité _______________________________________________ 32 3.2.1 Définitions_____________________________________________________ 32 3.2.2 Notions fondamentales pour la traçabilité ____________________________ 35

3.3 Spécificité de l'industrie agro-alimentaire ________________________ 36

3.4 Exemples de filières de l’agro-alimentaire ________________________ 38 3.4.1 La filière bovine ________________________________________________ 39

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Clément Dupuy 16 Thèse - 2004 - Institut National des Sciences Appliquées de Lyon

3.4.2 Les produits de la mer ___________________________________________ 42 3.4.3 La filière lait ___________________________________________________ 42 3.4.4 L'exemple des céréales biologiques _________________________________ 42 3.4.5 Disparité des filières de l’agroalimentaire ____________________________ 43

3.5 Les intérêts de la traçabilité dans l'industrie agroalimentaire _________ 43

3.6 Les trois acteurs de la traçabilité _______________________________ 45 3.6.1 La relation fournisseur / consommateur _____________________________ 45

3.6.1.1 Historique _______________________________________________________ 45 3.6.1.2 Relation au produit ________________________________________________ 46

3.6.2 Le rôle de l’état et de la législation _________________________________ 47

3.7 Résumé et conclusion ________________________________________ 48

CHAPITRE 4 LES OUTILS POUR UN SYSTÈME DE TRAÇABILITÉ ______________ 50

4.1 Introduction _______________________________________________ 50

4.2 Identification physique des lots ________________________________ 50 4.2.1 L'identifiant du lot_______________________________________________ 50 4.2.2 Etiquettes et enregistrements manuels ______________________________ 52 4.2.3 Les outils d'identification automatique_______________________________ 53 4.2.4 Nouvelles techniques d’identification ________________________________ 53

4.2.4.1 Identification par marquage ADN ____________________________________ 53 4.2.4.2 RFID : avenir de la traçabilité ? ______________________________________ 54

4.3 Systèmes d’information ______________________________________ 55 4.3.1 Le niveau MES / atelier __________________________________________ 56 4.3.2 Le niveau ERP__________________________________________________ 57 4.3.3 Traçabilité de filière, les outils Internet ______________________________ 59

4.4 Résumé et conclusion ________________________________________ 60

CHAPITRE 5 MODÉLISATION DE LA TRAÇABILITÉ________________________ 61

5.1 Introduction _______________________________________________ 61

5.2 Méthode d’optimisation de la traçabilité interne ___________________ 61 5.2.1 Introduction ___________________________________________________ 61 5.2.2 Dispersion des lots : définition_____________________________________ 62 5.2.3 1ère phase : Modélisation du système existant________________________ 63

5.2.3.1 Etape 1 : Définition des TRU existants_________________________________ 63 5.2.3.2 Etape 2 : Modélisation de l’enchaînement des TRU_______________________ 64

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Clément Dupuy 17 Thèse - 2004 - Institut National des Sciences Appliquées de Lyon

5.2.3.3 Etape 3 : Evaluation de la dispersion __________________________________ 64 5.2.3.4 Etape 4 : Analyse du système de traçabilité existant ______________________ 66

5.2.4 2ème phase : analyse et amélioration des processus de fabrication et de

l’organisation _________________________________________________________ 66 5.2.4.1 Etape 5 : Analyse du graphe de dispersion ______________________________ 66 5.2.4.2 Etape 6 : Modification des processus de fabrication et de l’organisation_______ 67

5.2.5 3ème phase : Définition du nouveau système de traçabilité _______________ 68 5.2.5.1 Etape 7 : Définition des enregistrements _______________________________ 69 5.2.5.2 Etape 8 : Définition de l’identification des TRU _________________________ 69 5.2.5.3 Etape 9 : Définition de « la base de données traçabilité » __________________ 70

5.2.6 4ème phase : Mise en place du système de traçabilité ___________________ 71

5.3 Modélisation du système de traçabilité de la chaîne logistique ________ 72 5.3.1 Introduction ___________________________________________________ 72 5.3.2 Optimisation de la chaîne logistique_________________________________ 72 5.3.3 Modélisation du processus d’enregistrement du flux matière _____________ 73

5.3.3.1 Objectif _________________________________________________________ 73 5.3.3.2 Modélisation avec ARIS ____________________________________________ 73 5.3.3.3 Les 3 modèles génériques ___________________________________________ 74 5.3.3.4 Enchaînement des modèles__________________________________________ 77

5.3.4 Mise en œuvre des modèles_______________________________________ 78 5.3.4.1 Comparaison des modèles___________________________________________ 78 5.3.4.2 Conception de systèmes de traçabilité _________________________________ 78 5.3.4.3 Analogie avec le modèle SCOR ______________________________________ 79

5.3.5 Mise en place d’indicateurs de performance __________________________ 80 5.3.5.1 Objectifs ________________________________________________________ 80 5.3.5.2 Définition d'un indicateur de performance ______________________________ 80 5.3.5.3 Système d'indicateurs de performance _________________________________ 81 5.3.5.4 Indicateurs de performance pour la traçabilité ___________________________ 81 5.3.5.5 Utilisation des indicateurs de performance______________________________ 82

5.4 Résumé et conclusion ________________________________________ 82

CHAPITRE 6 APPLICATION DES MODÈLES ______________________________ 84

6.1 Introduction _______________________________________________ 84

6.2 Application de la méthode d’optimisation de la traçabilité interne______ 84 6.2.1 1ère phase : Modélisation du système existant_________________________ 84

6.2.1.1 Etape 1 : Définition des TRU existants_________________________________ 84 6.2.1.2 Etape 2 : Modélisation de l’enchaînement des TRU_______________________ 86 6.2.1.3 Etape 3 : Détermination de la dispersion _______________________________ 86

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Clément Dupuy 18 Thèse - 2004 - Institut National des Sciences Appliquées de Lyon

6.2.1.4 Etape 4 : Analyse du système de traçabilité existant ______________________ 88 6.2.2 2ème phase : analyse et amélioration des processus de fabrication et de

l’organisation _________________________________________________________ 88 6.2.2.1 Etape 5 : Analyse du graphe de dispersion ______________________________ 88 6.2.2.2 Etape 6 : Modification des processus de fabrication et de l’organisation_______ 90

6.2.3 3ème phase : Mise en place du système d’information ___________________ 92 6.2.3.1 Etape 7 : Définition des enregistrements _______________________________ 92 6.2.3.2 Etape 8 : Définition de l’identification des TRU _________________________ 92 6.2.3.3 Etape 9 : Définition de « la base de données traçabilité » __________________ 93

6.3 Modélisation de la chaîne logistique du groupe Aoste _______________ 94 6.3.1 Contexte ______________________________________________________ 94 6.3.2 Modélisation ___________________________________________________ 95 6.3.3 Exploitation du modèle___________________________________________ 96 6.3.4 Indicateurs de performance _______________________________________ 97

6.4 Résumé et Conclusion________________________________________ 99

CHAPITRE 7 OPTIMISATION DE LA DISPERSION DES LOTS DE FABRICATION _ 100

7.1 Introduction ______________________________________________ 100

7.2 La dispersion des lots : un nouvel enjeu de la traçabilité ____________ 100

7.3 Le problème de dispersion des lots_____________________________ 101 7.3.1 Un exemple industriel : la production de saucisson sec_________________ 101 7.3.2 Dispersion des lots _____________________________________________ 102 7.3.3 Modèle graphique et complexité___________________________________ 103

7.4 Modèle mathématique_______________________________________ 104

7.5 Résultats et commentaires ___________________________________ 105

7.6 Conclusion et perspectives ___________________________________ 106

CHAPITRE 8 BIBLIOGRAPHIE ______________________________________ 112

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Chapitre 1 : Introduction

Clément Dupuy 19 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

Chapitre 1 Introduction

1.1 La traçabilité : un sujet d’actualité

La traçabilité peut se définir comme la possibilité de suivre un produit aux différents stades de sa production, de sa transformation et de sa commercialisation, notamment dans les filières alimentaires.

Présentée comme la solution miracle aux crises de sécurité alimentaire de plus en plus nombreuses, la traçabilité est un sujet qui n’a jamais été autant d’actualité. Des crises comme par exemple celles de la « vache folle » (à partir de 1996), du poulet à la dioxine (mai 1999), l’épizootie de fièvre aphteuse (mars 2001) ou de la grippe du poulet en Asie (février 2004) ont créé une prise de conscience et une inquiétude auprès des consommateurs qui ont besoin d’être rassurés.

L’industrie agro-alimentaire, face à cette nouvelle problématique, cherche à se doter d’outils performants pour la traçabilité. En effet, une crise mal gérée peut avoir des conséquences catastrophiques pour une entreprise. Face à ces constatations, les entreprises de l’agro-alimentaire se retrouvent avec des systèmes de gestion de la traçabilité qui ne sont plus adaptés. Mais devant la question « comment optimiser le système de traçabilité ? », elles se retrouvent la plupart du temps désemparées.

1.2 Démarche scientifique et guide de lecture de la thèse

Le travail que nous présentons dans cette thèse a été mené en collaboration étroite avec le groupe Aoste dans le cadre d’une convention CIFRE. L’auteur de cette thèse a pris part à la mise en œuvre d’un projet d’implantation de système de traçabilité en tant que chef de projet.

Notre démarche scientifique a été de partir d’une problématique industrielle pour ensuite identifier une problématique de recherche. Nous sommes donc partis d’un cas concret : la définition et la mise en œuvre d’un système informatique de traçabilité dans une entreprise agro-

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Chapitre 1 : Introduction

Clément Dupuy 20 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

alimentaire, le groupe Aoste. Nous avons tout d’abord analysé ce cas, en nous appuyant sur les travaux de recherche déjà existants.

Nous avons constaté que la traçabilité est devenue un enjeu vital pour les entreprises de l’agro-alimentaire et que celles-ci n’ont pas d’outils et de méthodes adaptés pour mettre en œuvre des systèmes de traçabilité qui répondent à leurs nouveaux besoins. Nous avons enfin pu dégagé une problématique de recherche : identifier le besoin de ces entreprises et fournir des outils pour mettre en œuvre et optimiser la traçabilité.

Nous répondons à cette problématique en proposant des méthodes et des modèles adaptés à plusieurs niveaux de traçabilité : ⎯ Pour la traçabilité interne et la dispersion des lots de production : une

méthode et un modèle spécifique (Chapitre 5.2, p.61) ⎯ Pour la traçabilité de la chaîne logistique : une modélisation par

« briques » du processus d’enregistrement du flux matière (Chapitre 5.3, p.72)

⎯ Pour le cas particulier des nomenclatures à 3 niveaux avec assemblage et désassemblage : un modèle mathématique pour minimiser la dispersion des lots (Chapitre 7, p.100).

Enfin, les modèles que nous proposons ont été expérimentés et appliqués dans le cas concret de l’implantation d’un système de traçabilité dans le groupe Aoste (Chapitre 6).

Nous proposons un plan de thèse qui correspond au cheminement de notre démarche scientifique (Figure 1) :

Chapitre 1 : Introduction (p.19) Chapitre 2 : D’une problématique industrielle à une problématique de

recherche (p.22) Chapitre 3 : Traçabilité dans l'agro-alimentaire (p.32) Chapitre 4 : Les outils pour un système de traçabilité (p.50) Chapitre 5 : Modélisation de la traçabilité (p.61) Chapitre 6 : Application des modèles (p.84) Chapitre 7 : Optimisation de la dispersion des lots de fabrication (p.100)

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Chapitre 1 : Introduction

Clément Dupuy 21 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

Figure 1 : plan de la thèse

Le lecteur qui s’intéresse particulièrement à l’état de l’art dans le

domaine de la traçabilité pourra commencer par les chapitres 3 et 4 (Chapitre 3 : Traçabilité dans l'agro-alimentaire, p.32 ; Chapitre 4 : Les outils pour un système de traçabilité, p.50). Si l’intérêt du lecteur se porte vers notre apport sur la modélisation de la traçabilité, il serra alors intéressé par le chapitre 5 (Chapitre 5 : Modélisation de la traçabilité p.61). L’application de nos modèles est présentée dans le chapitre 6 (Chapitre 6 : Application des modèles, p.84). Une approche d’un cas concret, d’un point de vue plus « recherche opérationnelle / modèle mathématique » est proposée dans le chapitre 7 (Chapitre 7 : Optimisation de la dispersion des lots de fabrication, p.100). A la fin de chaque chapitre, nous donnons un résumé et une conclusion de la partie abordée. A la fin du mémoire, nous proposons une annexe à laquelle le lecteur pourra se reporter : nous y décrivons le processus de fabrication, la chaîne logistique et les termes spécifiques du groupe Aoste.

Problématique de recherche

Chapitre 1Chapitre 1 : Introduction

Chapitre 2Chapitre 2 : D’une problématique industrielle à une problématique scientifique

Chapitre 3Chapitre 3 : Traçabilité dans l'agro-alimentaire

Chapitre 4Chapitre 4 : Les outils pour un système de traçabilité

Chapitre 5Chapitre 5 : Modélisation de la traçabilité

Chapitre 6Chapitre 6 : Application

Chapitre 7Chapitre 7 : Optimisation de la dispersion des lots de fabrication

Problématique industrielle

AnalyseEtat de l’artEtat des lieux

ModélisationOptimisationMise en œuvre

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Chapitre 2 : D’une problématique industrielle à une problématique de recherche

Clément Dupuy 22 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

Chapitre 2 D’une problématique industrielle à une problématique de recherche

2.1 Introduction

Comme nous l’avons précisé dans le chapitre 1, le travail que nous présentons ici a été mené en collaboration étroite avec le groupe Aoste dans le cadre d’une convention CIFRE. La méthode de travail choisie a été de partir d’une problématique industrielle pour identifier une problématique de recherche.

L’objectif de ce chapitre est de présenter dans un premier temps le contexte dans lequel est né puis a évolué le projet SPRING 3000 : un projet d’implantation du module gestion de production d’un ERP dans les sites de production du groupe Aoste avec comme objectif principal l’optimisation de la traçabilité. Dans un deuxième temps, nous nous attacherons à développer la problématique de recherche que nous avons tirée de ce cas industriel.

2.2 Contexte : le groupe Aoste

2.2.1 Les activités du groupe Aoste

Le groupe Aoste appartient au groupe international Sara Lee. Il produit et distribue des produits de charcuterie à travers 5 grandes activités :

L’activité SEC produit et commercialise des produits comme des saucissons, des saucisses, du chorizo,… Elle regroupe 5 sites de production dans la région lyonnaise sur 5 réseaux commerciaux correspondant à des marques (Justin Bridou, Cochonou, Calixte, Aoste, ...)

L’activité jambon cru produit et commercialise des jambons crus. Elle regroupe 5 réseaux commerciaux dont le plus important est Aoste

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Chapitre 2 : D’une problématique industrielle à une problématique de recherche

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France et un site de production au village d’Aoste (38). Le groupe Aoste possède également deux sites en Italie.

L’activité jambon cuit sur 2 sites de production regroupe tout le processus de fabrication de la découpe au conditionnement en passant par la cuisson.

L’activité tranchage, située sur 2 sites, tranche et conditionne les produits fabriqués dans le groupe (saucisson et jambons prétranchés).

L’activité tradi regroupe 2 réseaux commerciaux sur 2 sites. Ce pôle commercialise des produits et des plats cuisinés pour les charcuteries : c’est une activité de négoce.

Nos travaux se sont particulièrement concentrés sur le processus de fabrication de l’activité SEC, de la découpe viande à l’expédition. Elle concerne donc les usines de l’activité « sec » et la découpe de la viande, située sur le site d’Aoste. Ce processus de fabrication s’insère dans une chaîne logistique (supply chain) complexe qui est décrite par la Figure 2 .

Figure 2 : Chaîne logistique de l’activité « saucisson sec » du groupe Aoste

2.2.2 Chaîne logistique et processus de fabrication du saucisson sec

Les porcs sont élevés en France (principalement en Bretagne) ou à l’étranger (Angleterre, Espagne, Belgique, ...). Ils sont tués dans des abattoirs agréés généralement proches du lieu d’élevage. Ils sont alors découpés en grands quartiers (bardière, demi coche, épaule de porc, jambon de porc, ...) par les abattoirs eux-mêmes ou par des sociétés extérieures.

Éleveurs

Abattoirs

Découpeurs

Découpe viandeAoste (1 site)

Sociétésext decongélation (2 sites)

Sites deproduction (6 sites)

Tranchage (2 sites)

Plates-Formes de distribution Supermarchés

Fournisseurs extérieurs

Clientsextérieurs

Groupe Aoste

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Chapitre 2 : D’une problématique industrielle à une problématique de recherche

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C’est ainsi que la viande entre dans le processus de production du groupe Aoste. Une seconde découpe, plus fine, est alors effectuée. On obtient ainsi plus d’une centaine de références de morceaux de viandes différents. Certaines références comme le filet mignon ou certaines parures ne sont pas utilisées dans le processus de fabrication du saucisson : elles sont vendues à des sociétés extérieures au groupe. Les articles utilisés par le processus de fabrication du saucisson sont envoyés sur les différents sites. En cas de surplus, la congélation et le stockage dans des sociétés extérieures spécialisées sont utilisés. Les sites de production de saucisson reçoivent non seulement des viandes de la découpe mais aussi des viandes découpées de fournisseurs extérieurs. Ils reçoivent également d’autres produits tels que les ingrédients (épices, noisettes, ...), les boyaux et les éléments de conditionnement (film, cartons, …). Une fois la production des saucissons achevée, ceux-ci sont parfois envoyés sur des sites de tranchage pour obtenir des produits prétranchés. La plupart du temps, une fois conditionnés, les saucissons sont envoyés directement sur les plateformes de distribution puis distribués sur les supermarchés.

La production de saucisson est faite à travers 5 grandes étapes : la découpe de la viande, le hachage (hachage et mélange des viandes avec les condiments), l’embossage (mise sous boyaux de la mêlée obtenue au hachage), l’étuvage et le séchage (de 1 à 4 semaines suivant la taille des produits) puis le conditionnement (Figure 3).

Figure 3 : étapes de la production du saucisson SEC

2.3 Projet traçabilité : étude du besoin

2.3.1 Traçabilité avant le projet

Dans les années 80 et 90, suite à des démarches qualité successives (HACCP1, ISO2), les sites de production du groupe Aoste se

1 HACCP : Hazard Analysis Critical Control Point. Approche organisée et systématique permettant de construire,

de mettre en œuvre ou d’améliorer l’assurance de la sécurité des denrées alimentaires.

Découpeviande

Préparationmêlée- Hachage -

Mise sousboyaux-Embossage-

ÉtuvageSéchage

Conditionnement

Viande Saucisson

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Chapitre 2 : D’une problématique industrielle à une problématique de recherche

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sont dotés de systèmes de traçabilité papier. Ils enregistraient ainsi l’historique de consommation et de création des lots de viande et des différents produits finis et semi-finis. La traçabilité des ingrédients (autres que la viande) était quand à elle gérée à la date d’utilisation.

A la fin des années 90, le groupe Aoste a lancé un grand projet d’implantation d’ERP. La traçabilité avale, c’est à dire la traçabilité des produits expédiés, est entrée dans le périmètre de ce projet. Via le système mis en place (GENACOD 400), l’utilisateur peut connaître la date d’expédition et la destination d’un lot donné.

En 2001, année de démarrage du projet qui prendra plus tard le nom de SPRING 3000, la traçabilité interne du groupe Aoste était donc totalement gérée par papier dans la plupart des sites de production.

2.3.2 Un nouveau besoin : informatisation de la traçabilité

La quantité de produits à tracer et surtout leur diversité croissante posaient de plus en plus de problèmes de gestion de la traçabilité interne du groupe. Plusieurs points critiques ont été identifiés :

La fiabilité des données de traçabilité a été remise en question. Par exemple, face aux nombreux mélanges de produits dans le processus de fabrication du saucisson (mélange de viandes), comment être sûr qu’aucune erreur d’écriture n’a pas été commise ? Comment s’assurer que les consommations annoncées soient cohérentes avec les quantités de viande réceptionnées ? Lors d’une requête de traçabilité, comment garantir l’exhaustivité des lots identifiés ?

La rapidité pour retrouver la traçabilité a été mise en cause. En cas de crise, l’entreprise doit être en mesure de retrouver rapidement des lots de produits à retirer de la vente : c'est son image qui est en jeu. De plus, plus on réagit vite, plus on a de chance d’identifier des produits qui n’ont pas encore été expédiés. Dans le cas d’une traçabilité papier, l’identification des produits semi-finis ou finis concernés par un ou plusieurs lots de viande pouvait prendre plusieurs jours.

La précision du système de traçabilité a également été un axe important, en particulier pour la traçabilité des viandes. Même si la précision du système déjà en place était acceptable, toute amélioration pouvait être intéressante pour limiter la taille des rappels en cas de problème.

2 ISO : International Organization for Standardization

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Chapitre 2 : D’une problématique industrielle à une problématique de recherche

Clément Dupuy 26 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

2.3.3 Traçabilité : une tendance qui s’amplifie

Durant les 3 ans qui se sont déroulés entre la première expression du besoin et la mise en œuvre du système de traçabilité informatisé sur les sites de production, les besoins en traçabilité n’ont pas cessé d'évoluer et d'augmenter. Plusieurs acteurs extérieurs ont contribué à augmenter cette pression :

Directives européennes. Avec la mise en application du règlement européen (CE) n°

178/2002, la traçabilité constitue, à compter du 1er janvier 2005, une exigence réglementaire, notamment pour tous les opérateurs agroalimentaires. Ce règlement, datant du 28 Janvier 2002 vient compléter la directive 2001/95/CE du parlement européen et du conseil du 3 décembre 2001 relative à la sécurité générale des produits [Parlement européen, 2001; 2002].

Le groupe Sara Lee. Sara Lee est un groupe américain qui possède de nombreuses

entreprises et marques à travers le monde. Il possède en particulier, dans sa branche agro-alimentaire, le groupe Aoste. Dès l’année 2001, le groupe Sara Lee s’est fixé l’objectif d’implanter et d’optimiser la traçabilité dans toutes ses entreprises agro-alimentaires, fixant comme échéance fin 2004. Cette directive a été reprise par la division viande / Europe du groupe Sara Lee (Sara Lee Meats Europe) qui a lancé un groupe de projet ayant pour objectif de définir et de mettre en œuvre des objectifs communs aux entreprises de salaison en Europe. Le projet SPRING 3000 s’est complètement inscrit dans cette démarche.

Demande des clients : les MDD Depuis les années 90, le marché des produits à marque de la

grande distribution (Marque de distributeur : MDD) a complètement explosé. Aujourd’hui, pour un groupe comme Aoste, il est vital de pouvoir gagner des contrats avec ces clients. Dans ce marché très concurrentiel, se doter d'un système de traçabilité efficace est un atout essentiel, particulièrement depuis ces dernières années. L’arrivée en 2003 de systèmes comme « Trace One » imposé par Carrefour pour ses produits à marque en est une preuve flagrante.

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Chapitre 2 : D’une problématique industrielle à une problématique de recherche

Clément Dupuy 27 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

Demande des consommateurs. Ces 10 dernières années, la demande des consommateurs vis à vis

de la traçabilité n’a pas cessé d’augmenter. Les crises agroalimentaires comme par exemple celle de la fièvre aphteuse (printemps 2002) sont de plus en plus fréquentes et médiatisées. De plus, les consommateurs sont aujourd’hui informés sur des notions comme celle de la traçabilité qui était encore peu connu il y a 15 ans. On peut également noter que pendant le projet SPRING 3000, des associations de consommateurs françaises ont régulièrement demandé plus de transparence de la part des fabricants et des distributeurs de l’agroalimentaire, notamment en ce qui concerne les Organismes Génétiquement Modifiés (OGM).

Audits qualité et audits de contrôle. Suite à la demande grandissante des clients et des consommateurs,

les organismes certificateurs sont devenus plus rigoureux sur la question de la traçabilité. De plus, le nombre d’audits ou d’inspections s’intéressant à la traçabilité a lui aussi augmenté (HACCP, ISO, IFS, Fraudes, Label rouge, …) durant la mise en œuvre du projet.

2.3.4 Evolution du besoin

Devant l’évolution du contexte autour de la traçabilité, le besoin initial du groupe Aoste n’a cessé de s’enrichir.

Demandes sur le bilan matière. Suite aux nombreux audits et visites des clients, le besoin de

pouvoir prouver la traçabilité en la recoupant avec des bilans matière est apparu. L’obligation de pouvoir valider la traçabilité par un suivi des mouvements de stock et des quantités mises en œuvre est devenue évidente. Seul un système informatique, basé sur des consommations « réelles » de stock autorise de pouvoir gérer facilement une telle fonctionnalité.

Extension du périmètre de traçabilité vers les consommables. L’évolution de la demande en terme de traçabilité a rapidement

montré qu’il fallait étendre le périmètre des produits à tracer jusqu’aux consommables et ingrédients. Au début du projet, en 2001, les demandes des auditeurs portaient essentiellement sur la viande, les produits finis et semi-finis et quelques ingrédients sensibles comme les boyaux. Dès 2002, les demandes se sont portées sur d’autres composants comme le sel jusqu’aux clips et ficelles utilisés sur les saucissons pour fermer et suspendre les produits. Devant l'explosion du nombre d'articles à tracer, un

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Chapitre 2 : D’une problématique industrielle à une problématique de recherche

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système informatique gérant la traçabilité s'est imposé comme la meilleure solution.

2.3.5 Une opportunité à saisir pour installer d’autres fonctionnalités

Dès la phase d’analyse du besoin, des fonctionnalités connexes ont été demandées : gestion des stocks, suivi de production, planification de production, suivi des rendements matière, … Il semblait également nécessaire d’étendre le périmètre de l’ERP déjà existant et d’intégrer les fonctionnalités de gestion de production.

Le périmètre fonctionnel du projet a donc englobé la plupart des fonctionnalités classiques d’un module de gestion de production. Cependant nous ne développerons pas cette partie dans ce mémoire de thèse pour nous consacrer à notre problématique : la traçabilité.

2.4 Mise en œuvre du système d'information

2.4.1 Choix de la solution

Suite à l’analyse du besoin, une étude a été menée pour choisir le progiciel à mettre en œuvre. Cinq progiciels du marché ont d’abord été présélectionnés. Des présentations commerciales ainsi que des jeux d’essai ont permis de faire un choix parmi eux. De nombreux critères sont entrés en jeux. En voici quelques uns : ⎯ Adéquation fonctionnelle de l’application standard. Le progiciel

doit proposer les fonctionnalités mises en évidence lors de la définition du besoin. Le besoin étant principalement axé sur l’acquisition et la restitution de la traçabilité des lots de production, ces fonctionnalités ont été particulièrement évaluées.

⎯ Aptitude de l’éditeur à développer des applications spécifiques. La mise en place d’un système de suivi de la traçabilité implique l’utilisation de postes d’acquisition de données dans l’atelier. Ces applications sont des développements spécifiques adaptés au processus de fabrication suivi.

⎯ Intégration du progiciel dans l’existant. Certaines applications déjà existantes devront communiquer avec le progiciel de gestion de production : contrôle de gestion, certains stocks, module achats, …

⎯ La connaissance du métier de la charcuterie par l’éditeur est un plus non négligeable.

⎯ Maîtrise en interne des solutions matérielles et logicielles. Le progiciel doit vivre et être maintenu. Le fonctionnement sur une

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Chapitre 2 : D’une problématique industrielle à une problématique de recherche

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plateforme AS400 permet de réutiliser des compétences et du matériel déjà existants au sein du groupe Aoste.

⎯ Le coût du progiciel (progiciel standard) et le coût des prestations (développements spécifiques) de l’éditeur sont évidement des variables non négligeables dans le choix de la solution, en particulier dans un projet où le retour sur investissement est difficile à évaluer.

Finalement, le module production du progiciel GENACOD V3 a été choisi car il répondait mieux que les autres à la plupart des besoins exprimés. L’aptitude à s’intégrer dans l’existant, le coût raisonnable de la solution et la capacité de l’éditeur à développer des spécifiques d’acquisition de données ont été les principales raisons du choix.

2.4.2 Structure du projet

Suite au choix du progiciel, le projet a officiellement commencé et a pris le nom de SPRING 3000. Le périmètre fonctionnel et le périmètre d’application ont été validés. Les principales fonctions à mettre en œuvre ont été (dans l’ordre d’importance) la traçabilité des lots de production, le suivi des stocks, le suivi de production et la planification. Le périmètre d’application concerne dans un premier temps tous les sites de production de saucisson sec (6 sites concernés) et le processus de fabrication de l’entrée des viandes à la sortie des séchoirs (le conditionnement et la traçabilité aval étant déjà gérés informatiquement par ailleurs).

Le projet a également été structuré : ⎯ Un chef de projet informatique a été nommé. Il planifie les phases

du projet, dirige la phase d’analyse, effectue les tests des spécifiques, supervise la phase de paramétrage, forme les utilisateurs, propose de nouveaux modes d’organisation adaptés et aide à les mettre en œuvre, et assiste les utilisateurs après le démarrage, …

⎯ Un chef de projet utilisateur a été nommé. Il est le correspondant du chef de projet informatique : il veille à ce que le projet réponde aux besoins, il attribue les priorités du projet, il apporte la connaissance du métier et il veille à la bonne utilisation du système dans les sites de production.

⎯ Un comité de pilotage a été formé. Le comité de pilotage statue sur les axes stratégiques du projet : périmètre fonctionnel, principes de base, méthode d’extension... Il veille au bon déroulement du projet et est constitué par le directeur industriel, les directeurs des sites de production, le directeur informatique et les deux chefs de projet. Le comité de pilotage se réunit environ tout les deux ou trois mois.

⎯ Un comité de projet a également été formé. Constitué d’utilisateurs clef, l’objet de ce comité est de valider ou de modifier les documents

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Chapitre 2 : D’une problématique industrielle à une problématique de recherche

Clément Dupuy 30 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

d’analyse proposés par le chef de projet informatique avec l’accord du chef de projet utilisateur.

⎯ Un plan qualité projet et des documents de référence (fiches de communications, comptes rendus de réunion, Document de Conception Fonctionnelle, Document de Conception Organisationnelle) ont été mis en place.

2.4.3 Analyse, mise en œuvre et extension

La phase d’analyse a duré environ 6 mois. Les processus d’enregistrement du suivi de fabrication ont été modélisés. La définition des écrans d’acquisition de données a été ensuite menée avec les utilisateurs. Les documents de conception fonctionnelle (DCF) ont permis de faire le lien entre la demande des utilisateurs et l’éditeur, après validation par le comité de projet. Les lots de production et leur identification ont également été définis. Le principe de cette phase est détaillé dans le Chapitre 5 et son application dans le Chapitre 6.

Suite au développement de la société éditrice, la phase de test des applications spécifiques a suivi. L’éditeur a livré les applications d’acquisition de données qui ont été testées par l’équipe de projet et les futurs utilisateurs, jusqu’à leur validation.

Les phases de paramétrage et de test du progiciel standard ont été menées conjointement. La méthode de déploiement adoptée a été de commencer par un site pilote pour ensuite déployer la solution site par site. Cette méthode de déploiement nous a permis de nous concentrer sur la formation des utilisateurs de chaque site, les uns après les autres. Elle a également servi à gérer les quelques spécificités de chaque site les unes après les autres.

2.5 Vers une problématique de recherche

Tout au long du projet SPRING 3000, une question essentielle a été de déterminer comment la traçabilité pouvait être améliorée. Les nombreux mélanges de lots dans le processus de fabrication du saucisson provoquent une dispersion des lots et réduisent la précision d’un éventuel rappel. Or la précision du système de traçabilité est essentielle pour limiter les coûts, minimiser l’impact médiatique et contrôler la crise en cas de rappel. Se doter d’un système de traçabilité précis et rapide c’est même se doter d’un maximum de chances de rappeler des lots qui n’ont pas encore été expédiés. Les enjeux de la précision du système de traçabilité sont évidents mais les méthodes et outils pour y parvenir quasiment inexistants.

Le deuxième point important soulevé durant le projet a été de s’assurer de la fiabilité, de l’exhaustivité et du bon fonctionnement du

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Chapitre 2 : D’une problématique industrielle à une problématique de recherche

Clément Dupuy 31 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

système de traçabilité. Comment définir le système de traçabilité le plus cohérent et le plus fiable possible ? Et ensuite, comment identifier, évaluer et conserver les qualités d’un système de traçabilité ? Les auditeurs qualité sont nombreux à exiger de tracer toujours plus de produits (extension du périmètre des articles à tracer) et à exiger des garantis sur la traçabilité obtenue. Face à cette demande, les industriels ont des difficultés à répondre.

C’est à cette problématique que nous avons tenté de répondre à travers nos travaux, en les validant dès que possible sur le terrain avec le cas particulier du projet SPRING 3000. Notre objectif est donc de proposer des outils pour optimiser et concevoir des systèmes de traçabilité adaptés à la problématique des entreprises de l’agroalimentaire c'est-à-dire précis, exhaustifs, fiables et rapides. La problématique exprimée concerne non seulement la conception, la mise en œuvre et l’optimisation de systèmes d’information mais aussi de l’organisation mise en place dans les ateliers de production.

2.6 Résumé et conclusion

Le travail que nous présentons à travers ce mémoire est issu d’une problématique industrielle. Nous avons donc souhaité présenter dans un premier temps le contexte dans lequel a été formulé notre problématique de recherche.

Le groupe Aoste a souhaité se doter d’un système informatique de gestion de la traçabilité pour les sites de production de l’activité saucisson sec. Suite à une analyse détaillée du besoin et au choix d’un progiciel adapté, le projet SPRING 3000 est né. Ce projet s’est caractérisé par l’installation de postes d’acquisition de données dans les ateliers et par la mise en œuvre du module production d’un ERP avec en particulier les fonctionnalités de requêtes de traçabilité, gestion des stocks, suivi de production et planification.

Au fil du projet, la problématique de recherche s’est précisée. Face aux difficultés rencontrées et au manque d’outils pour concevoir, mettre en œuvre et optimiser des systèmes de gestion de la traçabilité, deux axes principaux se sont dégagés : ⎯ D’abord, le besoin d’analyser, d’apporter des solutions et d’optimiser

la précision des systèmes de traçabilité. ⎯ Ensuite, le besoin d’outils d’aide à l’analyse, à la conception et à

l’optimisation de systèmes de traçabilité fiables et cohérents.

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Chapitre 3 : Traçabilité dans l'agro-alimentaire

Clément Dupuy 32 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

Chapitre 3 Traçabilité dans l'agro-alimentaire

3.1 Introduction

On constate aujourd'hui, une augmentation de la peur des consommateurs vis à vis des denrées alimentaires. Des crises comme celles de la vache folle, de la fièvre aphteuse, de la dioxine ou des OGM ont largement contribué à cette inquiétude parfois un peu irrationnelle. Face à cette nouvelle demande des consommateurs, l'industrie agroalimentaire a répondu de façon assez inégale. Si certaines filières comme celle de la viande bovine sont en avance, d'autres ont beaucoup plus de retard. De nombreux travaux ont été menés récemment autour de la traçabilité : aspect marketing, attente des consommateurs, organisation des filières, définition du concept de traçabilité, …

Notre objectif est de regrouper dans ce chapitre ces différentes études et de les compléter par notre expérience de recherche dans le secteur de l'agroalimentaire. Nous proposons donc un état de l'art sur la traçabilité dans l'agro-alimentaire agrémenté d'exemples issus du milieu industriel.

3.2 La traçabilité

3.2.1 Définitions

D’après la norme ISO 9000-2000, la traçabilité est l’aptitude à retrouver l’historique, la mise en œuvre ou l’emplacement de ce qui est examiné. Dans le cas d’un produit, elle peut être liée à l’origine des matériaux et des composants, l’historique de réalisation, la distribution et l’emplacement du produit après livraison.

La norme ISO 8402 [ISO, 1994] définit la traçabilité comme étant l’aptitude à retrouver l’historique, l’utilisation ou la localisation d’une entité, au moyen d’identifications enregistrées. Une note mentionne qu'il

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Chapitre 3 : Traçabilité dans l'agro-alimentaire

Clément Dupuy 33 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

existe 3 acceptions principales à cette définition. Viruega et Vernet [1999] les décrivent.

L'usage du type plan de rappel se rapporte aux produits et à la faculté de retrouver leurs composants et leurs composés ainsi que l’historique des processus appliqués. Il est utilisé pour identifier les produits à rappeler en cas de détection d'un problème qualité : pièce défectueuse dans un véhicule, matière première contaminée dans l'agroalimentaire, …

L'usage du type étalonnage est utilisé en métrologie et permet de relier des instruments de mesure avec leur(s) étalon(s). « La traçabilité est la propriété d’un résultat de mesure consistant à pouvoir le relier à des étalons appropriés, généralement internationaux, par l’intermédiaire d’une chaîne ininterrompue de comparaisons » [ISO, 1994].

Il existe également l'usage du type recueil de données. La traçabilité se rapporte ici à la collecte des données dans la relation entre les calculs et les données générées tout au long de la boucle qualité. Lors de son cycle de vie, un produit est sujet à un ensemble d’activités. La traçabilité assure ici une relation entre les documents techniques et les différentes étapes de production.

Viruega et Vernet [1999] ajoutent un autre usage de la traçabilité : l'usage du type garantie de l'origine. Il s’agit ici de garantir au moyen de l’enregistrement de l’identification et de certaines informations, l’origine du produit. Cette utilisation est particulièrement développée dans le secteur de la viande bovine : les producteurs utilisent la traçabilité pour garantir l'origine de leur produit. L’origine étant ici un ensemble de caractéristiques des matières premières : lieu d’élevage, race de l’animal, … Les producteurs peuvent ainsi obtenir des labels comme par exemple le label VBF (Viande Bovine Française).

Enfin, Ramesh et al. [1995] soulignent que la traçabilité peut aussi concerner la conception et le paramétrage en programmation.

On peut noter que le concept de gestion collaborative du cycle de vie des produits (PLM : Product Lifecycle Management) regroupe plusieurs usages de la traçabilité. D’abord l’usage de type recueil de données sur la partie conception et parfois l’usage de type plan de rappel sur toute la partie production / logistique en traçant non seulement les composants du produit mais aussi les opérations de maintenance effectuées.

La définition de l'ISO [1994] reste très ouverte et peu précise. Moe [1998] propose une définition intéressante de la traçabilité de produits : il introduit dans cette définition les notions de chaîne et de traçabilité interne. « La traçabilité est l’aptitude à rechercher un lot de produits et son historique au long de la totalité ou d’une partie de la chaîne de production de l’extraction au transport, au stockage, à la

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Chapitre 3 : Traçabilité dans l'agro-alimentaire

Clément Dupuy 34 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

transformation, à la distribution et à la vente (c’est la traçabilité de chaîne) ou en interne dans une des étapes de la chaîne, par exemple l’étape de production (c’est la traçabilité interne). ».

D’autres organismes, notamment le Conseil National de l’Alimentation [CNA, 2001], proposent leur définition de la traçabilité : « Etablir et tenir à jour des procédures écrites d’informations enregistrées et d’identification des produits ou lots de produits, à l’aide de moyens adéquats, en vue de permettre de remonter aux origines et de connaître les conditions de production et de distribution de ces produits ou lots de produits. ».

Dans nos travaux, nous nous intéressons plus particulièrement aux usages de type plan de rappel et garantie de l'origine. Ce sont les deux usages les plus utilisés dans le secteur de l'agroalimentaire. Pour un usage de type plan de rappel, on peut distinguer 2 types de traçabilité.

La traçabilité ascendante est la capacité, en tout point de la chaîne d’approvisionnement, à retrouver l’origine et les caractéristiques d’un produit à partir d’un ou plusieurs critères donnés. Elle sert notamment à trouver la cause d’un problème qualité [GENCOD, 2001].

La traçabilité descendante est la capacité, en tout point de la chaîne d’approvisionnement, à retrouver la localisation de produits à partir d’un ou plusieurs critères donnés. Elle sert notamment en cas de rappel et de retrait de produit [GENCOD, 2001].

La distinction entre ces deux traçabilités est importante. En effet, un système d’information performant pour l’une de ces traçabilités ne l’est pas forcément pour l’autre. Par exemple, en imprimant sur le conditionnement d’un produit fini les dates et les constituants des différentes opérations sur ce produit, on obtient une traçabilité ascendante de bonne qualité : on retrouve facilement l’historique des produits constituants et des activités à partir du produit fini. Par contre, ainsi, on n’obtient pas forcément une traçabilité descendante efficace. On peut donc dire que la traçabilité de type « garantie de l’origine » privilégie la traçabilité descendante de l’entreprise.

On peut également distinguer les traçabilités amont et aval. Par rapport à une entité de référence (entreprise, atelier, exploitation, …) la traçabilité aval est la capacité à tracer la localisation des produits sortants. La traçabilité amont est la capacité à tracer l'origine des produits entrants. La traçabilité de tous les produits transitant à l'intérieur de l'entité de référence est qualifiée d'interne. La Figure 4 illustre les différentes traçabilités dans le cas particulier de la salaison.

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Chapitre 3 : Traçabilité dans l'agro-alimentaire

Clément Dupuy 35 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

Figure 4 : les différentes traçabilités

3.2.2 Notions fondamentales pour la traçabilité

Kim et al [1995] proposent une ontologie de la traçabilité qui fait partie du projet TOVE3 (TOronto Virtual Enterprise). TOVE Quality Ontology est une représentation formelle, utilisant la logique du premier ordre pour définir les termes, les relations et les axiomes qui sont communs à tous les domaines de la qualité. Cette ontologie introduit notamment deux concepts fondamentaux : celui d’activité élémentaire (primitive activity) et celui d’unité de ressource traçable ou TRU (Traceable Resource Unit).

L’ontologie de qualité TOVE définit une activité élémentaire comme une activité n’étant pas constituée de sous-activités. C’est donc une opération de base : par exemple un stockage, un usinage ou une transformation.

Le TRU est défini comme un groupe homogène d’une classe de ressource utilisé / consommé / produit / libéré par une activité élémentaire dans une quantité non nulle et finie de cette classe. Le TRU est une unité unique, c’est à dire qu’aucune autre unité ne peut avoir les mêmes (ou comparables) caractéristiques du point de vue de la traçabilité. Plus concrètement, un TRU correspond à un type de lot de production. Dans le cas de processus discrets, l’identification de lots est en général aisée. Par contre, dans le cas de processus continus (par exemple dans l’industrie du verre), l’identification est plus difficile.

3 Le projet TOVE a pour but de proposer un modèle générique et réutilisable de données. www.eil.utoronto.ca/tove/comsen/TOVEIntro.html

Elevage Ab attage Production Conditionnement Distribution

Traçabilité ascendante

Traçabilité descendante

Traçabilité amont Traçabilité av alTraçabilité interne

EntrepriseFournisseurs Clients

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Chapitre 3 : Traçabilité dans l'agro-alimentaire

Clément Dupuy 36 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

Pour H.M. Kim et al. [1995], un système de traçabilité idéal doit être capable de tracer l’historique à la fois des produits et des activités, c’est à dire des TRU et des activités élémentaires. Moe [1998] propose une description de ces deux entités avec leurs descripteurs dans le cas de l’industrie agroalimentaire (Figure 5). Grâce au modèle sémantique de leur ontologie et à la logique du premier ordre, Kim et al. [1995] définissent des règles fondamentales pour la traçabilité:

Si un TRU est dissocié, les parties dissociées gardent l’identification du TRU père.

Si des TRU sont rassemblés, l’identification du nouveau TRU est différente des identifications des TRU pères.

Figure 5 : exemple de TRU et d’activité élémentaire dans l’agro-alimentaire [Moe, 1998]

3.3 Spécificité de l'industrie agro-alimentaire

Avec environ 17% des emplois et de la valeur ajouté de l’industrie française, le secteur agroalimentaire est la première industrie nationale française [Minegishi et Thiel, 2000]. Notre étude se limite volontairement à la traçabilité dans ce secteur. Même si la traçabilité est un sujet sensible dans d'autres secteurs de production, comme par exemple l’industrie automobile [Sohal, 1997], l’industrie pharmaceutique ou même le secteur hospitalier [Ingrand et al., 1998; Verret et al., 1998], le secteur agro-alimentaire présente ses propres spécificités.

Il est important de distinguer deux catégories d’industries agro-

alimentaires [Van Donk, 2001]. Les industries de première transformation obtiennent des produits semi-finis à partir de produits

Produit

Activité

Type

Valeur

Exemples :

Heure d’abattage ou de moisson, durée de cuisson de transport ou de stockage …

Espèce, variété, analyse, …

Poids, volume, nombre, …

Type

Valeur

Acheter, Livrer, Stocker, Cuisiner, Conditionner, Fermenter, …

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Chapitre 3 : Traçabilité dans l'agro-alimentaire

Clément Dupuy 37 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

naturels. Ce sont par exemple les abattoirs, les raffineries de sucre, … Les industries de deuxième transformation transforment des produits semi-finis, en produits finis.

Considérant la distinction entre les industries de première et de deuxième transformation, nous proposons le schéma d’une chaîne logistique générique, adapté à partir de Van der Vorst et al. [2000] en Figure 6. Ce schéma de chaîne logistique met en évidence la complexité d’une traçabilité de chaîne.

Figure 6 : chaîne logistique « générique » dans l’agroalimentaire

Van Wezel et Van Donk. [1996], Van Donk [2001] énumèrent les caractéristiques principales de l’industrie agroalimentaire. Nous illustrons ces caractéristiques par des exemples tirés de la production de salaisons.

La nature et l’origine des composants induisent souvent des approvisionnements avec des qualités et des prix très variables. Dans le cas du groupe Aoste, la matière première la plus importante est la viande de porc, dont le cours varie chaque jour. Cette variabilité impose d’enregistrer les données de traçabilité toujours sur les lots réellement consommés et non sur les lots prévus par les achats ou les ordres de fabrication.

On utilise beaucoup les unités de volumes et de poids. Dans le processus de fabrication du saucisson sec, les différentes étapes sont ponctuées par des pesées de matières premières et de produits semi-finis. Les points de pesées constituent d’ailleurs la plupart du temps des points d’identification de lots et d’enregistrement de données pour la traçabilité.

Les produits (composants, semi-finis ou finis) sont périssables. L’utilisation de la notion de DLC (Date Limite de Consommation) ou de DLUO (Date Limite d’Utilisation Optimale) est une constante dans

Producteur1ère

transformation

2ème transformation

Plate-forme de

distribution

Supermarché

Producteur

Producteur

Producteur

1ère transformation

1ère transformation

2ème transformation

2ème transformation

2ème transformation

2ème transformation

Plate-forme de

distribution

Supermarché

Hypermarché

Superette

Consommateur

Hypermarché

Hypermarché

Superette

Superette ConsommateurConsommateurConsommateurConsommateurConsommateurConsommateurConsommateurConsommateurConsommateurConsommateurConsommateurConsommateurConsommateurConsommateurConsommateurConsommateurConsommateurConsommateurConsommateurConsommateurConsommateurConsommateurConsommateurConsommateurConsommateurConsommateurConsommateurConsommateurConsommateurConsommateur

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Chapitre 3 : Traçabilité dans l'agro-alimentaire

Clément Dupuy 38 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

l’industrie agro-alimentaire. Dans certains cas, la DLC constitue un identifiant suffisant pour la traçabilité des lots de produits finis.

Les processus ont une durée variable suivant la nature et l'origine des composants. Dans le cas particulier de la production du saucisson, la phase de sèche, très comparable à un affinage, varie beaucoup d’un produit à l’autre : un expert juge de la durée de sèche des produits.

Les industries agro-alimentaires ont le plus souvent une structure de produit divergente, particulièrement dans la phase de conditionnement. Pour la production de saucisson, une même pâte (mélange de viande hachée et assaisonnée) peut donner de nombreux produits secs conditionnés différents suivant la forme, la durée de sèche et surtout les différents conditionnements possibles. La structure divergente des produits complexifie l’enregistrement de la traçabilité car il faut être en mesure d’identifier et de suivre chaque lot créé.

Les aléas de prix, de qualité et d'approvisionnement induisent plusieurs recettes pour un même produit. Par exemple, la recette utilisée pour la constitution d’une tonne de pâte varie suivant le taux de gras mesuré pendant son élaboration. La composition de chaque lot, donc la traçabilité enregistrée, peut varier à tout moment.

En ce qui concerne la traçabilité, nous pouvons proposer quelques autres spécificités de l'agro-alimentaire : ⎯ L'attitude et l'attente du consommateur vis-à-vis du produit sont

spécifiques. Les clients n’exigent pour l’instant pas de connaître le pays d’origine du minerai de fer utilisé pour la fabrication de leur véhicule alors qu’ils exigent de connaître la provenance du « steak » qui est dans leur assiette. (§3.6.1, page 45)

⎯ La chaîne logistique fait la plupart du temps intervenir des acteurs très différents, du fermier au supermarché en passant par des industries de 1ère et de 2ème transformation. Ceci complique d’autant plus l’implantation de la traçabilité dans des filières entières.

⎯ Les produits sont parfois sensibles aux bactéries et au temps (DLC, Date Limite de Consommation). Leur marquage est donc souvent difficile.

3.4 Exemples de filières de l’agro-alimentaire

Nous proposons ici de décrire succinctement les enjeux, contraintes et avancements dans la mise en place de systèmes de traçabilité de quelques secteurs agro-alimentaires afin de montrer leur diversité. Le Conseil National de l'Alimentation propose un avis sur la traçabilité des denrées alimentaires [CNA, 2001] et fournit sur ce sujet un panorama

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Chapitre 3 : Traçabilité dans l'agro-alimentaire

Clément Dupuy 39 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

intéressant. Ces quelques exemples ne sont pas exhaustifs mais permettent de mettre en évidence les difficultés rencontrées dans différentes filières.

3.4.1 La filière bovine

La crise de la « maladie de la vache folle » (Encéphalopathie Spongiforme Bovine ou ESB) est l’un des exemples les plus parlants de crise de sécurité alimentaire. Latouche et al. [1999] reprennent l’historique de cette crise. Celle-ci a commencé en Mars 1996 quand le ministre anglais de la santé a admis un lien possible entre le prion de l’ESB et la maladie de Creudsfeld Jacob chez l’humain. Même s’il n’y avait pas de preuve directe, cette nouvelle a suffit pour faire chuter les ventes dans la filière bovine. La baisse a atteint 117000 tonnes entre 1995 et 1996. Malgré les nombreux efforts pour rétablir la confiance des consommateurs, un sondage effectué en février 1997 par la plus importante chaîne de supermarchés française a montré que 25% des consommateurs avaient changé leurs habitudes de consommation suite à la crise.

La filière bovine est probablement la filière la plus avancée en terme de traçabilité, notamment en France. En effet, la "crise de la vache folle" a obligé l'Etat et les entreprises à répondre efficacement au sentiment d'insécurité des consommateurs. Dès 1997, un accord interprofessionnel imposait l'étiquetage des lieux de naissance, d'élevage et d'abattage, du type racial (laitier ou viande) et de la catégorie (jeune bovin, vache, …). Les règles de traçabilité et des sanctions pénales ont été décrites par un décret pris en 1999. Toute la chaîne logistique est concernée. L'éleveur possède une double identification de l'animal : passeport et boucles aux oreilles des bovins. Ces identifications sont fournies aux abattoirs qui continuent à identifier très précisément les produits à chaque étape de la transformation. Van Dorp [2002b] décrit le processus de fabrication et le système de traçabilité associé dans un abattoir. Les documents d'enregistrement sont également réglementés. Nous proposons sur le Tableau 1 les différentes étapes et identifications dans la filière bovine.

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Chapitre 3 : Traçabilité dans l'agro-alimentaire

Clément Dupuy 40 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

En élevage Chaque animal est identifié par des boucles portant le numéro national unique

d’identification. Au moment où ces boucles sont apposées, un passeport est établi et suivra l’animal tout au long de l’élevage puis de la transformation.

Entrée usine Les informations contenues sur le passeport sont saisies : numéro d’identification national, sexe, races du père et de la mère, numéro de cheptel de naissance, numéro de cheptel de l’éleveur, date de naissance.

Pesée fiscale Une étiquette est éditée. Elle comporte le numéro de tuerie (identification interne), le numéro d’identification nationale de l’animal, le code fournisseur, la date et l’heure de la pesée fiscale, le poids, le numéro de cheptel de naissance, numéro de cheptel de l’éleveur. Cette étiquette est apposée sur chaque quartier de la carcasse.

Salle de découpe Les quartiers (déjà identifiés par le numéro de tuerie) sont allotis en fonction des différents cahiers des charges. Chaque lot porte alors un numéro unique directement lié aux numéros de tuerie.

Préparation de hachage

Les muscles destinés à la fabrication de la viande hachée sont conditionnés dans des bacs. Chaque bac est identifié par une étiquette date et heure de remplissage du bac, numéro de lot, numéro de bac.

Hachage Un numéro de mêlée est affecté aux bacs contenant les viandes issues d’un même broyage. Il est relié aux numéros de bacs. Chaque bac comporte une étiquette indiquant le numéro de mêlée, le numéro de bac, le poids et le taux de matière grasse.

Formage et conditionnement

La viande est formée, mise en barquettes et étiquetée. On affecte un numéro de traçabilité, directement relié au numéro de mêlée. L’étiquette indique également la date limite de consommation, la date de conditionnement ainsi que le prix.

Tableau 1 : étapes et identifications dans la filière bovine

On notera sur cet exemple que lors de l’enregistrement d’un

nouveau TRU, on enregistre le lien avec le (ou les) TRU père(s). C’est ainsi que l’on peut remonter toute la chaîne de la traçabilité.

Dans le Tableau 2, nous proposons une analyse rapide du système de traçabilité présenté dans le Tableau 1 en identifiant les TRU et la gestion de l’information liée à ceux-ci.

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Chapitre 3 : Traçabilité dans l'agro-alimentaire

Clément Dupuy 41 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

TRU Code d’identifi-

cation unique

Moyens de passage de

l’information

Support d’enregistre-

ment

Informations enregistrées

Animal : Vache, bœuf ou génisse

le numéro national unique d’identification

Boucles sur les oreilles de chaque animal

Le passeport de chaque animal

Numéro d’identification national Sexe Races père et mère Numéro de cheptel de naissance Numéro de cheptel de l’éleveur Date de naissance

Carcasse Numéro de tuerie

Une étiquette sur chaque quartier de la carcasse

Informatique Numéro de tuerie Et les informations données par le passeport de l’animal : Numéro d’identification national Sexe Races père et mère Numéro de cheptel de naissance Numéro de cheptel de l’éleveur Date de naissance

Lot de quartiers

Numéro de lot Une étiquette sur chaque bac du même lot de quartiers

Informatique Numéro de lot unique directement lié aux numéros de tuerie

Bac de préparation de hachage

Numéro de bac Une étiquette sur chaque bac de préparation de hachage

Informatique Numéro de bac Numéro de lots (utilisés pour remplir le bac) Date et heure de remplissage du bac

Mêlée Numéro de mêlée

Une étiquette sur chaque bac de la même mêlée

Informatique Numéro de mêlée Numéro de bac Poids Taux de matière grasse

Barquette de steak

Numéro de traçabilité

Une étiquette est apposée sur chaque barquette pour informer le consommateur

Informatique Numéro de mêlée Numéro de traçabilité Date limite de consommation Date de conditionnement Prix

Tableau 2 : TRU et identifications dans la filière bovine

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Chapitre 3 : Traçabilité dans l'agro-alimentaire

Clément Dupuy 42 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

3.4.2 Les produits de la mer

La traçabilité de produits issus de la mer est rendue difficile par la variabilité des délais entre capture et débarquement, par la variabilité des quantités de pêche et par la courte durée de conservation des produits. De plus, la filière est peu structurée et possède peu d'informations archivées et transmises. Même si quelques expériences pilotes ont été menées avec l'enregistrement du lieu et du jour de débarquement, la traçabilité des produits de la mer n'est aujourd'hui quasiment jamais réalisée. Quelques travaux ont été entrepris pour tracer et compter les espèces animales marines pour la protection de l’environnement [Careau et Dewailly, 1995].

3.4.3 La filière lait

La traçabilité des produits laitiers (et par extension tous les produits miscibles à l'infini) est difficile à obtenir. En effet, il est très dur de pouvoir définir des lots de composition homogène. A de nombreuses étapes de la filière, des mélanges de lots s'imposent. En général, à la récolte, les camions citernes passent recueillir le lait chez les différents producteurs. Les fréquences de passage, les quantités variables, la capacité des camions et les coûts de logistique imposent le mélange des lots de réception dans les camions. De plus, pour certains produits laitiers, leur composition fait intervenir de nombreuses matières premières laitières. Par exemple, la fabrication d'un yaourt peut faire intervenir du lait, de la crème, des protéines de lait et des ferments lactiques. C'est pourquoi la filière a aujourd'hui beaucoup de difficulté à définir une façon de constituer un lot [CNA, 2001].

3.4.4 L'exemple des céréales biologiques

La filière des céréales présente certaines similitudes avec la filière des produits laitiers : miscibilité des lots, mélange des récoltes dans les silos de stockage, mélange des farines dans les recettes, … La filière des céréales biologiques est très réglementée et en pleine croissance. Pour garantir l'origine biologique des produits de la filière, éviter les fraudes et répondre aux exigences du label AB (Agriculture Biologique), le projet Tracerbio a été mis en place. Ce projet est intéressant car c'est l'un des seuls exemples de traçabilité de filière (avec la filière bovine). Les différents acteurs réglementant la filière dont le SETRAB4, l'ONIC5,

4 Syndicat Européen des TRansformateurs et préparateurs de l'Agriculture Biologique 5 Office National Interprofessionnel des Céréales

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Chapitre 3 : Traçabilité dans l'agro-alimentaire

Clément Dupuy 43 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

l'ONIOL6 et des organismes de contrôle se sont regroupé pour mettre en place une base de données centralisée et sécurisée accessible via Internet [GENCOD, 2001]. Un tel exemple de système de traçabilité d'une filière entière n'est possible que grâce à la présence d'organismes extérieurs indépendants gérant le système.

3.4.5 Disparité des filières de l’agroalimentaire

Comme nous venons de le voir, la facilité de d'identification des lots varie beaucoup suivant les produits tracés et les processus de fabrication qu'ils subissent. La traçabilité interne d'une entreprise peut être limitée par des conditions extrêmes (températures, humidité, …) ou par la difficulté d'identifier des lots distincts (mélanges de produits différents, miscibilité des liquides ou des grains, …).

Pour les industries mélangeant des matières premières issues de filières différentes et de pays différents, on comprend l'intérêt de mise en place de standards pour la traçabilité lors d'échanges de produits. EAN International et plus particulièrement GENCOD EAN essaient aujourd'hui de rassembler les professionnels pour arriver à définir une norme.

3.5 Les intérêts de la traçabilité dans l'industrie agroalimentaire

La mise en place d’une traçabilité performante dans l’industrie agroalimentaire présente de nombreux intérêts : ⎯ Intérêt marketing : rassurer le consommateur par l’intermédiaire de

labels obtenus grâce à une traçabilité performante. ⎯ Intérêt commercial : augmenter les commandes de la grande

distribution en renforçant la crédibilité de l’entreprise (rapidité de réaction, identification précise des produits) pour les produits vendus sous une marque de la grande distribution.

⎯ Respect de la législation et réactivité vis à vis des futures législations.

⎯ Suppression des répétitions non nécessaires de mesures sur les produits. Certaines mesures faites sur des lots parents ne sont pas nécessaires pour les lots fils si l’on trace efficacement les lots de production.

Moe [1998] présente également les bénéfices de la mise en place d’une traçabilité interne : ⎯ Possibilité d’augmenter le contrôle de la production. ⎯ Indications de cause à effet dans le cas de produits non conformes.

6 Office National Interprofessionnel des OLéagineux

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Chapitre 3 : Traçabilité dans l'agro-alimentaire

Clément Dupuy 44 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

⎯ Limitation du coût du mélange de produits de bonne et de mauvaise qualité.

⎯ Facilité d’obtention d’informations lors d’un audit qualité. ⎯ Facilité d’implantation de systèmes d’information (gestion de

production, de stocks, de la qualité, ...) Cependant, la mise en place d’une traçabilité efficace prend tout

son intérêt en cas de crise : ⎯ Baisse du coût (en temps et en personnel) de recherche de

l’historique et de la localisation des produits en cas de problème. ⎯ Baisse du coût de rappel des produits : on identifie moins de

produits sains à rappeler, on diminue le risque de rappeler des produits déjà transformés (voir distribués au client) et éventuellement on diminue le nombre de clients concernés.

⎯ Diminution du nombre de sites de production ou de marques concernés par un rappel pour une entreprise multi-site ou multimarques.

⎯ Limitation de la perte de confiance des consommateurs lors d’un grave problème de sécurité alimentaire : l'entreprise montre qu'elle maîtrise le problème.

Il est souvent difficile d'estimer les gains économiques potentiels

apportés par un outil qui sert le plus souvent "d'assurance vie" à l'entreprise en cas de problème. De plus, le coût de mise en place d'un système de traçabilité performant est souvent important : achat de matériels de lecture / écriture pour l'identification des lots, baisse de la productivité pour identifier et séparer les lots de produits, achat d'un progiciel permettant de garder les informations de traçabilité, … C'est pourquoi il est souvent difficile de justifier économiquement les systèmes de traçabilité dans les entreprises.

En France, le Conseil National de l'Alimentation [CNA, 2001] propose l'utilisation de ratios : ⎯ Prix du traceur / prix de la denrée suivie ⎯ Prix de la traçabilité / probabilité d'apparition d'un problème sanitaire ⎯ Prix de la traçabilité / coût des fraudes ou des erreurs ⎯ Prix de la traçabilité / coûts commerciaux et marketing

Ces ratios peuvent être utilisés comme indicateurs dans le choix d'une nouvelle solution pour un système de gestion de la traçabilité.

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Chapitre 3 : Traçabilité dans l'agro-alimentaire

Clément Dupuy 45 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

3.6 Les trois acteurs de la traçabilité

La question de la traçabilité est différente des autres problèmes liés à la qualité dans le sens où elle ne fait pas intervenir uniquement le fournisseur et le client mais aussi l’état. Salaün et Flores [2001] proposent un schéma (Figure 7) résumant les interactions entre ces trois acteurs.

Figure 7 : les trois acteurs de la traçabilité [Salaün et Flores, 2001]

Comme le souligne Franck Cochoy [2002], si les grandes entreprises ont « inventé » le client pour mieux maîtriser un marché global dont les fluctuations n’étaient plus tolérables, le législateur a construit un client de droit pour prémunir les citoyens contre les abus potentiels des entreprises commerciales. C’est dans cette relation tripolaire que s’inscrit la traçabilité.

3.6.1 La relation fournisseur / consommateur

3.6.1.1 Historique

Comme le soulignent Latouche et al [1999], le marché de l’agro-alimentaire est soumis à un paradoxe qui s’amplifie. D’un côté les producteurs de denrées alimentaires sont de plus en plus attentifs au profit donc à la baisse des coûts. De l’autre côté, les denrées alimentaires apparaissent de plus en plus comme une source de risques pour la santé du point de vue des consommateurs qui sont mieux informés et plus attentifs. Ce paradoxe explique le processus d’ « amplification sociale » lorsque le système d’information est déficient.

Fournisseur

Politique d’information et de formationRéglementations établies conjointement

Réglementations actuelles

Consommateur Etat

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Chapitre 3 : Traçabilité dans l'agro-alimentaire

Clément Dupuy 46 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

Cependant, si nous replaçons l’exigence des consommateurs pour la sécurité des aliments dans une perspective historique, nous nous apercevons que celle-ci n’est pas nouvelle, même s’il est vrai que dans nos sociétés modernes la crainte de manquer a été remplacée par le souci de la qualité des aliments [Lambert, 1987]. Il y a en effet de nombreux précédents historiques et Joly [2003] en cite quelques uns : en 1820 un livre allemand sur l’ajout de substances impures dans la farine de blé ou par exemple en 1830 en Angleterre un ouvrage intitulé « Altérations mortelles et empoisonnements lents ou de la maladie et de la mort dans la casserole et le pichet ». Autre exemple, en France, dès 1905, un texte général sur les fraudes et falsification des denrées alimentaires est voté par l’assemblée nationale. 3.6.1.2 Relation au produit

Les producteurs ont plus d’information sur les vraies valeurs de la qualité des produits que les acheteurs [Loader et Hobbs, 1999] : ils connaissent les processus de fabrication et les matières premières utilisées. Or, la qualité des produits de l’agro-alimentaire n’est pas toujours visible. Ces produits deviennent des « produits d’expérience » (experience goods), c’est à dire que les caractéristiques de la qualité ne peuvent être déterminées qu’après consommation (qualités gustatives en particulier). De plus, la qualité ne se réfère pas seulement aux propriétés de la nourriture elle-même mais aussi à la façon dont ces propriétés ont été obtenues [Morris et Young, 2000]. Ces produits peuvent même être des « produits de croyance » (credence goods) dont la qualité ne peut pas être déterminée, même après consommation. Par exemple, une viande contaminée par le prion de l’ESB (Encéphalopathie Spongiforme Bovine) a le même goût qu’une viande normale et la maladie ne se déclare chez l’homme que de nombreuses années après la consommation.

La sécurité alimentaire est une importante caractéristique pour le choix du consommateur. Loader et Hobbs [1999] soulignent même que la majorité des consommateurs considère que la sécurité alimentaire est un droit plus qu’un privilège. Bernués et al. [2003]ont effectué et commenté un sondage effectué avec 2288 consommateurs anglais, français, italiens, écossais et espagnols sur leur attitude vis-à-vis de l’étiquetage de la viande de bœuf et d’agneau. Les notions de traçabilité et d’origine de la viande apparaissent comme très importantes pour la plupart d’entre eux, en particulier les français et les italiens.

Même si dans les pays développés le droit à une alimentation saine peut être considéré comme un acquis, le « risque zéro » n’existe pas. Joly [2003] cite deux obstacles :

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Chapitre 3 : Traçabilité dans l'agro-alimentaire

Clément Dupuy 47 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

⎯ S’agissant de matière vivante, la sécurité a un coût en termes de durée limite de consommation, organisation de la chaîne du froid, qualité des produits, …

⎯ Il existe des dangers nouveaux qui ne sont pas connus lors de la mise sur le marché des produits.

Joly souligne que paradoxalement, même si les crises alimentaires comme celle de la vache folle ont provoqué une très forte diminution de la consommation (jusqu’à -50% pour la viande bovine en France lors de la deuxième crise de la vache folle), la peur alimentaire n’est qu’une préoccupation d’ordre secondaire, loin derrière la violence, le chômage la dégradation de l’environnement [Joly, 2003]. Il explique les fortes baisses de consommation non seulement par une perte de confiance des consommateurs dans un climat de crise mais aussi par le fait que nous soyons dans une société d’hyper choix où le coût de l’abstention de consommation d’un produit particulier (par exemple la viande rouge) n’est pas forcément très élevé.

L’obtention de labels ou d’une traçabilité efficace est une réponse possible au besoin de confiance des consommateurs. Ceux-ci cherchent à se protéger en achetant des produits auxquelles ils font confiance, à travers des marques et/ou des labels. Leur attitude est plus ou moins exacerbée suivant le type de produits. Parmi les plus concernés, on peut par exemple citer les viandes [Liddell et Bailey, 2001] et les produits susceptibles de contenir des organismes génétiquement modifiés (OGM).

3.6.2 Le rôle de l’état et de la législation

François Ewald [1997] propose 3 périodes pour décrire comment la société et l’état définissent les rapports au risque : ⎯ L’âge de la prévoyance : tout individu doit se soucier de ce qui peut

lui advenir et prendre les dispositions pour éviter les imprévus ou se préparer à leur faire face. Ce concept, en vigueur au XIXème siècle, est issu du libéralisme et du concept moderne de liberté individuelle. L’état est alors complètement détaché des problèmes de sécurité alimentaire.

⎯ L’âge de la prévention : à partir de la fin du XIXème siècle apparaît la notion de responsabilité pour risque. L’activité à risque se doit d’indemniser les dommages. L’état commence à mettre en œuvre des procédures d’autorisation administrative, de réglementation des activités, …

⎯ L’âge de la précaution : il n’est plus nécessaire d’attendre qu’un risque soit avéré pour agir. Depuis les années 1990, ce principe est largement diffusé dans les pays occidentaux. Les états prennent

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Chapitre 3 : Traçabilité dans l'agro-alimentaire

Clément Dupuy 48 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

aujourd’hui des mesures d’anticipation. Par exemple l’arrêt d’importation de viande bovine du Royaume Uni lors de la première crise de la vache folle.

Ces dernières années, de nombreux problèmes de sécurité alimentaire, très médiatisés, ont alerté l’opinion publique. On peut par exemple citer les problèmes de salmonelle, d’ESB (Encéphalopathie Spongiforme Bovine), ... Les gouvernements ont répondu à l’inquiétude des consommateurs par de nouvelles législations en matière de sécurité alimentaire. En France, la loi du 21 Juillet 1983 prescrit que dans les conditions normales d’utilisation ou dans d’autres conditions, raisonnablement prévisibles par les fabricants, les produits doivent présenter la sécurité à laquelle nous pouvons légitimement nous attendre et ne pas porter atteinte à la santé des personnes.

Après la première crise de la vache folle, à la DGAL ( Direction Générale de l’Alimentation), l’idée se forme que l’obsession pour les risques alimentaires ne correspond pas au vrai rapport des français à leur alimentation mais qu’elle résulte d’une focalisation des médias sur ces problèmes [Joly, 2003].

Le développement de la traçabilité ne va pas nécessairement de soi et nécessite soit l'appui des politiques, soit une pression forte des consommateurs. On s'aperçoit que seules les filières très concernées (céréales bio, viande bovine, …) sont aujourd'hui munies de systèmes de traçabilité sur la filière entière. Cependant un pays peut difficilement imposer une traçabilité fine s'il n'est pas suivi par d'autres puisqu'il pénaliserait ses entreprises nationales dans un contexte de concurrence internationale.

L'argument de la garantie de la traçabilité d'origine peut parfois être utilisée au niveau national comme une arme protectionniste. Par exemple, depuis décembre 2004 conformément aux lois sur le bioterrorisme en vigueur aux États-Unis, l’ensemble des produits alimentaires arrivant sur le sol américain sont soumis à de nouveaux contrôles. Certains y voient une certaine forme de protectionnisme.

3.7 Résumé et conclusion

Dans ce chapitre, nous avons présenté un état de l’art sur la traçabilité dans l’industrie agroalimentaire. Ce travail a d’ailleurs été présenté lors du 5ème congrès international de génie industriel [Dupuy et al., 2003c].

Dans un premier temps, nous avons défini le terme « traçabilité » : c’est l’aptitude à retrouver l’historique, l’utilisation ou localisation d’une entité, au moyen d’identifications enregistrées [ISO, 1994]. Nous avons

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Chapitre 3 : Traçabilité dans l'agro-alimentaire

Clément Dupuy 49 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

également décrit les usages de la traçabilité (plan de rappel, étalonnage, recueil de données, …) ainsi que les différents types de traçabilité de lots de production (traçabilités ascendante, descendante, amont, aval et interne). Nous avons également introduit les deux concepts de base de la traçabilité qui sont les deux éléments tracés : le TRU (i.e. le lot de production) et l’activité primaire.

Nous nous sommes ensuite intéressés à l’industrie agro-alimentaire pour justifier notre choix de périmètre d’étude : ce secteur a des contraintes en terme de traçabilité qui lui sont propres. Les systèmes de traçabilité de quelques filières de l’agro-alimentaire ont été abordés pour souligner les différences de problématique et d’avancement au sein même de ce secteur industriel. Les intérêts d’avoir un système de gestion de la traçabilité performant ont également été détaillés.

La particularité la plus importante de la traçabilité dans l’agroalimentaire est la relation tripolaire entre le consommateur, le fournisseur et l’état. Nous sommes aujourd’hui passés dans l’âge de la précaution où il n’est plus nécessaire d’attendre qu’un risque soit avéré pour agir. Les fabricants doivent mettre en place des systèmes de traçabilité performants pour pouvoir répondre à des risques qu’ils ne connaissent pas encore.

Les exigences des consommateurs ne cessent d’augmenter et les industriels doivent faire évoluer leurs systèmes de traçabilité avec cette demande. Cependant, si l’état de l’art sur la traçabilité est riche et constamment réactualisé, très peu de travaux portent sur les systèmes de gestion de la traçabilité, leur implantation et surtout leur optimisation. C’est ce que nous essayons de compléter par nos travaux présentés dans les chapitres 5, 6 et 7. Avant de les aborder, nous proposons un état des lieux, complété des différentes références disponibles, dans le chapitre suivant (Chapitre 4 : Les outils pour un système de traçabilité).

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Chapitre 4 : Les outils pour un système de traçabilité

Clément Dupuy 50 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

Chapitre 4 Les outils pour un système de traçabilité

4.1 Introduction

Tout système de traçabilité repose sur deux entités fondamentales : ⎯ Un système d’identification physique des lots, par exemple par

étiquettes code à barre ou puces électroniques. Cette identification permet de distinguer de façon univoque le lot dans l’atelier et le stock.

⎯ Un système d’information, qu’il soit informatique ou papier, qui garde l’historique des enregistrements sur les lots de produits. Ce système stocke l’information et la restitue avec des requêtes de traçabilité.

Dans ce chapitre, nous présentons un état des lieux des outils

utilisés pour les systèmes de traçabilité. Notre objectif est de proposer une dichotomie claire entre système d'identification et système d'information pour enregistrer et restituer les informations. Dans le système d'information, nous distinguons trois niveaux possibles de suivi de la traçabilité.

4.2 Identification physique des lots

4.2.1 L'identifiant du lot

Du plus simple au plus compliqué, de nombreux systèmes permettent l’identification physique des lots : ⎯ Etiquette manuscrite ⎯ Boucles d’oreilles pour les animaux (ex : bovins) ⎯ Marquage des produits (ex : tampon d’identification sur un jambon)

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Chapitre 4 : Les outils pour un système de traçabilité

Clément Dupuy 51 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

⎯ Etiquette code à barre ⎯ Impression sur des cartons ou palettes ⎯ Puces RFID (Radio Frequency Identification)

Le principe de base reste toujours d’identifier le lot de façon unique, en général grâce à un code aussi appelé numéro de lot.

Pour la plupart des échanges entre entreprises (produits finis), les lots sont identifiés avec une identification comportant des informations génériques : ⎯ Nom de l’article ⎯ Date(s) (de production, conditionnement, vente et/ou date limite de

consommation, …) ⎯ N° de lot ⎯ Nom et adresse du producteur, distributeur, revendeur ou exportateur ⎯ Pays d’origine

Morrison et Blanchfield [2000] précise que la Date Limite de

Consommation (DLC) ou la Date Limite d’Utilisation Optimale (DLUO) peuvent parfois suffire pour identifier un lot, en particulier pour les produits extra frais avec une courte date de péremption. Il précise également que pour les produits dont la date de péremption est plus large (par exemple à la semaine), il est important d’affiner l’identification des lots pour réduire les éventuels rappels. Il propose un exemple de numéro de lot.

WBN2734 W Identifiant de l’usine de production B Ligne de production spécifique N Code de l’heure 273 Quantième de fabrication 4 Identification de l’année (4 pour 2004) Cependant, les numéros de lot utilisés peuvent être complètement

différents suivant les contraintes et les processus de fabrication. L’objectif reste toujours d’identifier les lots de façon unique. Le numéro de lot dépend directement de la définition des lots de fabrication ou de transport. Voici quelques exemples, basés sur les numéros de lot utilisés dans le groupe Aoste : ⎯ Un lot de réception de viande correspond à la réception d’un article

donné, lors d’une livraison. Il est possible de différencier deux lots d’un même article dans une même livraison avec un numéro de sous lot.

Voici la trame d’un numéro de lot de réception de viande :

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Chapitre 4 : Les outils pour un système de traçabilité

Clément Dupuy 52 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

AAAAAAFFFFFFFBBBBBBBBBLLLLLL AAAAAA Code article FFFFFFF Code fournisseur BBBBBBBBB N° de Bon de Livraison (BL) LLLLLL N° de sous lot

⎯ Un lot de pâte correspond à une tonne de pâte sur une journée donnée :

AAAAAAOOOOOOOOTTTT AAAAAA Code article OOOOOOOO N° d’Ordre de Fabrication (OF) TTTT N° de tonne de la journée de l’OF Dans la création d’un numéro de lot, une question fondamentale

est celle de la durée de l’unicité du numéro de lot. Combien de temps garantit-on l’unicité du numéro de lot ? Pour les produits à faible date limite de consommation, la durée de l’unicité peut être relativement courte. Par exemple, un numéro de lot de fruits frais peut avoir une durée d’unicité d’un an puisqu’il n’y aura pas de confusion. Par contre, un lot de boîtes de conserves peut être consommé sur plusieurs années. Le producteur doit donc être en mesure d’identifier le lot sur des années différentes. Une unicité de durée au moins égale à un an plus la durée de vie du produit tracé semble un minimum.

4.2.2 Etiquettes et enregistrements manuels

L'utilisation d'étiquettes et d'enregistrement manuels est le moyen le plus simple pour obtenir un système de traçabilité. Il passe par l'utilisation d'étiquettes d'identification liées aux lots de produits à tracer et d'enregistrements à chaque transformation, mélange ou séparation de ces lots. L'information est écrite manuellement par les opérateurs sur les étiquettes et les enregistrements qualité. En cas de problème de sécurité alimentaire, on consulte les enregistrements qualité. C’est un système très souple : on peut par exemple modifier rapidement les informations à enregistrer ou ajouter de nouveaux produits. De plus, il est peu onéreux, puisqu'il ne nécessite que du papier et des stylos …

L’enregistrement manuel est particulièrement adapté pour des processus de fabrication simple (avec peu de mélanges et de sous-produit). Par exemple, dans le cas d’un produit géré au lot qui subit plusieurs transformations successives, une fiche traçabilité peut suivre le lot. Elle est ainsi complétée avec des informations qualité au fur et à mesure du processus de fabrication. Après l’expédition du produit (dûment identifié),

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Chapitre 4 : Les outils pour un système de traçabilité

Clément Dupuy 53 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

la fiche traçabilité est archivée et peut être consultée à tout moment en cas de besoin. L’enregistrement manuel est également intéressant pour des très petites entreprises qui souhaitent tracer les produits mais n’ont pas les moyens d’investir dans un système informatisé.

Cependant, l'enregistrement papier pose des problèmes de fiabilité (erreurs de lecture / écriture), de productivité (temps nécessaire à recopier les informations) et de temps de réponse en cas de rappel (consultation des enregistrements qualité). De plus, toute comparaison avec un bilan matière devient très difficile sans gestion informatisée du stock.

4.2.3 Les outils d'identification automatique

L'enregistrement et l'impression des informations peuvent être automatisés. L'utilisation de codes à barres, d'écriture codée optique (ECO) ou d'étiquettes radiofréquence est largement répandue dans l'industrie. En général, les étiquettes présentent les mêmes informations qu'une étiquette "manuelle" ainsi qu'un code permettant d'identifier les lots de façon univoque. Les identifications automatiques permettent de diminuer les erreurs de copies / recopies. En général, les données utilisées dans l'atelier restent visibles sur l'étiquette. D'autres données peuvent être enregistrées informatiquement et accessibles dans le système de gestion à partir du numéro de lot. Avec un système de traçabilité informatisé, les recherches en cas de rappel sont beaucoup plus rapides. Cependant, l'automatisation de la traçabilité présente un coup matériel non négligeable. L'achat de lecteurs, d'imprimantes et d'un système informatique adéquat est parfois difficilement justifié par un système de traçabilité présentant un faible retour sur investissement.

4.2.4 Nouvelles techniques d’identification

4.2.4.1 Identification par marquage ADN

Comme le souligne l’INRA [2000], l’identification ADN est utilisée comme contrôle de la traçabilité, en particulier dans la filière de la viande bovine [Arana et al., 2002]. Il s’agit alors de garder une banque de données avec les marquages ADN des animaux abattus. Lors d’un contrôle de traçabilité sur un produit fini, on vérifie que l’ADN analysé corresponde à celui gardé dans la banque de données. La banque de données peut d’ailleurs être remplacée par le stockage d’une partie de l’animal, par exemple les oreilles, qui seront analysées parallèlement aux échantillons de produits finis.

Pour identifier sans faille les contrefaçons mais aussi pour lutter contre la fraude à la garantie ou pour protéger des produits brevetés,

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Chapitre 4 : Les outils pour un système de traçabilité

Clément Dupuy 54 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

certaines sociétés proposent la traçabilité par ADN. Elles synthétisent de l'ADN qui sert à marquer toutes sortes de produits. L'ADN de synthèse, copié sur l'ADN humain, est contenu dans des microsphères insérées dans chaque objet. En marquage, les molécules sont présentées soit en poudre soit en liquide. En lecture, il est procédé à des analyses par chemiluminescence ou par microscopie spéciale. Après une polymerase chain reaction (PCR), l'ADN est amplifié pour être lu. Il est alors très simple de savoir si le produit étudié est l'original (marqué) ou une copie (non marquée).

Les codes générés par l'ADN sont quasi infinis [Cunningham et Meghen, 2001]. De nombreux secteurs industriels sont concernés : parfums et cosmétiques, électronique, pétrole mais aussi des vins et spiritueux aux semences végétales. Les techniques de traçabilité par l’ADN sont également adaptées à la recherche de produits contenant des OGM (Organismes Génétiquement Modifiés) [Auer, 2003].

On peut remarquer que le marquage ADN ou la traçabilité de l’ADN des bovins sont des techniques efficaces pour contrôler un système de traçabilité. Par exemple, pour la viande bovine, on vérifie au cas par cas si les informations inscrite sur l’identifiant (étiquette) correspond bien à l’analyse ADN, considérée comme infaillible. Mais, contrairement à ce que certains acteurs des filières concernées le laissent entendre, ces systèmes ne remplacent en aucun cas un système de suivi de la traçabilité : ce sont uniquement des moyens de contrôle quasiment infaillibles. 4.2.4.2 RFID : avenir de la traçabilité ?

La RFID (Radio Frequency IDentification) est une technologie d’identification par radiofréquences [Jansen et Eradus, 1999; Morgenroth et al., 2004]. Le principe de la RFID consiste à stocker un numéro de série unique, identifiant le lot à tracer, au sein d’une puce reliée à une antenne miniaturisée, l’ensemble formant un transpondeur. Le lecteur RFID (ou transcepteur) émet des ondes radio à certaines fréquences et communique avec la puce qui renvoie le contenu de sa mémoire (identifiant mais aussi d’autres informations comme la date limite consommation, lieux et horaires de fabrication, …).

La technologie n’est pas très récente puisque dès 1969 le terme RFID apparaît et qu’il se base sur des technologies militaires mise au point dans les années 50 pour identifier à distance les avions alliés. Cependant l’intérêt pour des applications de la RFID à la traçabilité des produits est récent car les puces RFID sont de plus en plus miniaturisées et surtout de moins en moins cher (environ 0.5 euro pour une puce de moins de 0.5 mm2).

L’intérêt de l’usage de la RFID pour la traçabilité semble évident :

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Chapitre 4 : Les outils pour un système de traçabilité

Clément Dupuy 55 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

⎯ Les ondes magnétiques peuvent traverser des matériaux non métalliques. L’identifiant n’est plus nécessairement clairement visible.

⎯ La lecture est automatique : au passage devant le transcepteur, toutes les puces présentes envoient leur information. Le temps de lecture est considérablement réduit : des centaines de puces peuvent être identifiées en quelque secondes.

Dès lors les conséquences pour la gestion de la traçabilité dans les

entreprises pourraient être énormes : ⎯ A la réception des produits, des dizaines de lots différents peuvent

être enregistrés en quelques secondes ainsi que de nombreuses informations qualité liées à ces lots. Par exemple, pour une réception de viande, le simple passage devant le transcepteur permettrait d’identifier les n lots présents dans la réception et d’enregistrer des données comme la date et le lieu d’abattage, le numéro de tampon sanitaire, la date et le lieu de désossage, le lieu de naissance et d’élevage, …

⎯ Dans le cas d’un processus de fabrication avec assemblage, si les puces suivent les produits, le passage devant un transcepteur enregistrera automatiquement les consommations. Il n’y aura plus de perte de temps pour aller lire les étiquettes.

Cependant, l’usage de la RFID est encore loin d’être généralisé

dans l’industrie agro-alimentaire. Le prix des puces est encore trop important pour une utilisation de masse et des progrès doivent être faits pour définir des standards de communication d’information. Aujourd’hui, la RFID est surtout utilisée comme identifiant de supports (palettes, bacs, balancelles) qui sont identifiés et suivis : les transpondeurs sont alors réutilisés pour d’autres produits. Code à barre et RFID devraient donc encore cohabiter pendant quelques années.

4.3 Systèmes d’information

Le système d’information permet de garder l’historique de création, consommation et mouvement des lots ainsi que les informations qui sont rattachées à ces lots. Il peut être papier, informatique ou mixte. Dans le cas d’un rappel, un système informatique permet d’identifier les lots concernés en quelques heures (voir quelques minutes) alors que le système papier peut mobiliser plusieurs personnes pendant plusieurs jours.

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Chapitre 4 : Les outils pour un système de traçabilité

Clément Dupuy 56 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

La traçabilité des produits agroalimentaires peut être gérée à différents niveaux. A chaque niveau correspond un type de système d’information (Tableau 3).

L’atelier de fabrication, l’entrepôt MES7, WMS8

L’entreprise, le groupe GPAO9, ERP10

La filière, la chaîne logistique Outils Internet

Tableau 3 : les 3 niveaux de gestion de la traçabilité

4.3.1 Le niveau MES / atelier

Ce niveau de gestion de la traçabilité peut parfois être réduit à l’enregistrement des informations dans l’atelier de fabrication : lecture des lots, enregistrement des informations de production ou de transformation liées aux lots, … Dans ce cas de figure, il enregistre les données et les transmet à un niveau plus élevé : GPAO, ERP ou même outil Internet. Alors que ces niveaux plus élevés sont en général basés sur des standards, le niveau MES / atelier concentre les développements spécifiques pour s’adapter aux contraintes des différents points d’activité. Les enregistrements étant nombreux, le système d’acquisition de données doit être adapté à chaque situation et engendrer un minimum de perte de productivité. Dans le cas de la gestion d’entrepôt, un progiciel de type WMS peut très bien intégrer des fonctionnalités de traçabilité, au même titre qu’un MES.

Parmi les MES récents, la plupart d’entre eux proposent des fonctionnalités de gestion (et pas seulement d’enregistrement) de la traçabilité en proposant des requêtes sur les lots de production. En général, un niveau de gestion avec les données de base (comme par exemple les articles) est quand même nécessaire. Mais l’investissement dans un module production peut alors être évité.

Dans le cas de l’installation d’un système de gestion de type ERP, l’acquisition de données peut être faite soit par un MES classique interfacé soit par une couche spécifique d’acquisition de données.

7 MES : Manufacturing Execution System 8 WMS : Warehouse Management System 9 GPAO : Gestion de Production Assistée par Ordinateur 10 ERP : Enterprise Resource Planning ou progiciel de gestion intégrée

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Chapitre 4 : Les outils pour un système de traçabilité

Clément Dupuy 57 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

4.3.2 Le niveau ERP

La majorité des modules production des ERP actuels sont basés sur un même modèle de référence. Heij [1996] propose différentes modélisations. Nous avons repris les schéma de Heij pour proposer un modèle simplifié de l'articulation article / nomenclature / gamme (Figure 8). Les entités fondamentales de ce modèle sont les suivantes : article, nomenclature, gamme, relation de nomenclature et opération.

Figure 8 : modèle article / nomenclature / gamme

Les entités présentées ci-dessus sont la base de toute gestion de production sur un ERP classique. Nomenclatures et gammes servent notamment de base au calcul MRP. De plus, un ordre de fabrication (OF) a généralement une nomenclature et une gamme rattachées.

Cependant, ces entités ne suffisent pas pour gérer les liens de traçabilité qu'il peut y avoir entre des lots de production. En s'appuyant sur les travaux de Van Dorp [2002a], nous cherchons ici à proposer une modélisation adaptée à la traçabilité des lots de production.

La notion de traçabilité au niveau ERP s'articule autour de deux concepts : ⎯ Les nomenclatures présentent les liens de consommation ainsi que les

quantités théoriques permettant d'obtenir un (ou des) article(s) donné(s).

⎯ La gamme donne la (ou les) opération(s) successive(s) théoriquement nécessaires pour obtenir l'article en question.

Comme nous l'avons vu plus haut, la traçabilité consiste à enregistrer l'historique de l'utilisation des lots de production (TRU) ainsi

Article

Nomenclature

Relation de nomenclature

Gamme

Opération

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Chapitre 4 : Les outils pour un système de traçabilité

Clément Dupuy 58 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

que les activités primaires subies par ces TRU. C’est donc au niveau du suivi de fabrication du module production de l’ERP que ces éléments doivent être gérés. Aussi bien pour les quantités et que les activités (opérations), il ne s'agit plus de données théoriques : il faut enregistrer de façon exhaustive ce qu'il s'est réellement passé dans l'atelier de production, même si cela ne correspond plus à la nomenclature ou à la gamme prévue. Nous avons vu plus haut que ce cas de figure arrive fréquemment dans l'industrie agro-alimentaire puisque la qualité et la nature des articles varient beaucoup.

Pour structurer les données de production enregistrées, Van Dorp propose deux concepts. ⎯ La nomenclature de lots (Bill of lots), par analogie avec la

nomenclature de production (Bill of material), est obtenue par l'enregistrement des liens père / fils entre les différents lots de production utilisés.

⎯ La gamme réelle, par analogie avec la gamme de production, enregistre les opérations réelles subies par les lots de production.

Dès lors, une nouvelle modélisation peut être proposée (Figure 9).

Figure 9 : modèle relations lot / nomenclature de lot et gamme réelle

Concrètement, la grande majorité des ERP actuels proposent des fonctionnalités d’enregistrement et de restitution des informations traçabilité. La notion de nomenclature des lots est utilisée même si elle n’est pas appelée comme telle.

En général, la traçabilité s’appuie sur les mouvements de stocks. Dans le cas de l’utilisation conjointe des modules achats, expéditions et

Lot

Nomenclaturede lots

Relation de nomenclature

Gamme réelle

Opération

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Chapitre 4 : Les outils pour un système de traçabilité

Clément Dupuy 59 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

production, chaque mouvement d’entrée/sortie est relié à une commande d’achat, une commande client ou un ordre de fabrication. Pour obtenir une nomenclature des lots, l’information père / fils reliée au lot est également enregistrée dans une table spécifique.

4.3.3 Traçabilité de filière, les outils Internet

Lecomte et Sadi-Kabeche [2003] proposent un état des lieux intéressant de sept outils Internet français de gestion de la traçabilité. Ces outils sont apparus très récemment (depuis 2001) et ont pour objectif de relier les informations de différents acteurs d’une filière donnée.

La plupart des ce projets mettant en œuvre ces outils se sont heurtés à la même problématique : la nature des acteurs d’une filière donnée est très hétérogène.

En prenant par exemple la filière de la salaison et de la viande de porc, il est évident que les intervenants de la filière sont nombreux et différents : ⎯ En général, l’éleveur de porc dirige une petite entreprise familiale et

ne possède pas d’outil informatique pour la traçabilité. ⎯ Les abattoirs sont des entreprises dont la taille mais aussi le niveau

d’informatisation de la traçabilité sont très variables. ⎯ Des découpeurs et/ou des stockeurs (congelé) de viande peuvent

éventuellement intervenir dans la chaîne logistique. ⎯ La taille et l’équipement informatique des entreprises de salaison

sont également très variables. Certains processus de fabrication, comme par exemple celui du saucisson, imposent d’avoir un système de traçabilité interne sophistiqué (qu’il soit papier ou informatisé).

⎯ La nature du distributeur du produit fini va de l’entreprise multinationale (exemple : Carrefour) au boucher charcutier de marché en passant par des réseaux comme l’hôtellerie et la restauration.

On peut noter que la diversité des acteurs d’une chaîne logistique entraîne également la diversité des systèmes de traçabilité interne utilisés (papiers ou informatiques).

Face à la même problématique, les solutions proposées sont souvent similaires. L’utilisation d’Internet est quasiment généralisée. Internet permet en effet de proposer des interfaces utilisateurs simples et peu coûteuses puisqu’il suffit de se connecter à une base de données centralisée via un navigateur classique (Internet Explorer, Netscape, …). La plupart des outils proposés se présentent sous forme de formulaires en ligne accessibles sur Internet et informés régulièrement par les utilisateurs.

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Chapitre 4 : Les outils pour un système de traçabilité

Clément Dupuy 60 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

Dans le cas d’acteurs de la chaîne utilisant déjà un système informatique pour leur traçabilité interne il est souvent indispensable d’envisager un interfaçage entre le niveau « traçabilité externe / Internet » et le niveau ERP. Quand le nombre de lots de produits entrants et sortants devient trop important, il n’est plus envisageable de saisir le code article, le numéro de lot et les informations qualité à la main pour chaque lot. L’hétérogénéité des systèmes de traçabilité interne pose alors un problème. Le développement de nouveaux langages d’échange, en particulier XML, permet une communication entre ces systèmes hétérogènes et une base de donnée centralisée, via des communications Internet.

En général, un tiers externe gère la base de données, maintient le serveur et forme les utilisateurs. Ce tiers, ou ASP (Application Service Provider), garantit la sécurité et la confidentialité des données.

4.4 Résumé et conclusion

Dans ce chapitre, nous avons présenté un état des lieux des systèmes de gestion de traçabilité. Une partie de ce travail a été présenté lors du 5ème congrès international de génie industriel [Dupuy et al., 2003c].

Tout système de traçabilité repose sur deux points fondamentaux : l’identification des lots et le système d’enregistrement / gestion de l’information.

L’identification des lots de production, qu’elle soit manuscrite, par code à barre au autres, a pour objet d’identifier de façon univoque le lot de façon physique (identifier le lot dans l’atelier) et logique (l’identifiant est une clef unique).

L’enregistrement et la gestion de l’information peuvent se faire sur 3 niveaux complémentaires. D’abord la couche « atelier » a pour objet de recueillir les informations sur les lots de production. Ensuite la couche « entreprise » (ERP) fait le lien entre les ordres de fabrication, les consommations et les fabrications grâce à la nomenclature des lots. Enfin, le niveau « filière / chaîne logistique », généralement géré par des outils Internet partagés, permet, par l’enregistrement des entrées/sorties, de garantir la traçabilité de filières entières. Les différents niveaux de gestion peuvent cohabiter ou se substituer.

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Chapitre 5 : Modélisation de la traçabilité

Clément Dupuy 61 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

Chapitre 5 Modélisation de la traçabilité

5.1 Introduction

Comme nous l’avons souligné dans le Chapitre 2, notre objectif est de proposer des outils d’aide à la conception, à la mise en œuvre et à l’optimisation de systèmes de traçabilité. C’est dans ce but que nous proposons dans ce chapitre deux modélisations différentes : ⎯ Une méthode d’optimisation de la traçabilité interne a pour but de

modéliser le flux des lots de production et d’utiliser ces modèles pour réduire la dispersion des lots.

⎯ Nous proposons également une modélisation du processus d’enregistrement de la traçabilité de la chaîne logistique. Cette modélisation, applicable avec des « briques génériques » est très utile pour la conception ou l’optimisation de nouveaux systèmes de gestion de traçabilité.

5.2 Méthode d’optimisation de la traçabilité interne

5.2.1 Introduction

Le travail que nous présentons ici est une méthode d’analyse et d’amélioration de la traçabilité pour les industries agro-alimentaires. Il s’appuie sur un travail d’optimisation de la traçabilité qui a été effectué sur le processus de fabrication de saucisson du groupe Aoste.

La problématique de la traçabilité dans l’agro-alimentaire ne consiste pas uniquement à pouvoir tracer les produits et sous-produits. Il s’agit en effet de limiter les risques de sécurité alimentaire donc de limiter au maximum les mélanges de produits.

La mise en place d’une traçabilité efficace dans un site de production ne consiste donc pas seulement à enregistrer informatiquement

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Chapitre 5 : Modélisation de la traçabilité

Clément Dupuy 62 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

ou manuellement les différents lots de la chaîne de production. En effet, elle implique une modification profonde de l’organisation et parfois des processus de fabrication de l’entreprise. Par exemple, un système d’information, aussi performant soit-il, ne permettra jamais l’obtention d’une traçabilité (au sens plan de rappel défini au chapitre3.2.1) efficace si les lots de production sont trop gros ou se dispersent beaucoup. C’est pourquoi, avant de mettre en place un système d’information gérant la traçabilité, il est nécessaire d’analyser la traçabilité et la chaîne de production existantes.

Nous proposons une méthode pour analyser puis améliorer la traçabilité interne d’une chaîne de production.

Plan de la méthode : 1ère phase : Modélisation du système existant

Etape 1 : Définition des TRU existants Etape 2 : Modélisation de l’enchaînement des TRU Etape 3 : Détermination de la dispersion Etape 4 : Analyse du système de traçabilité existant

2ème phase : Analyse et amélioration des processus de fabrication et de l’organisation

Etape 5 : Analyse du graphe de dispersion Etape 6 : Modification des processus de fabrication et de l’organisation

3ème phase : Définition du nouveau système de traçabilité Etape 7 : Définition des enregistrements Etape 8 : Définition de l’identification des TRU Etape 9 : Définition de « la base de données traçabilité »

4ème phase : Mise en place du système de traçabilité 5.2.2 Dispersion des lots : définition

Pour mesurer la précision de la traçabilité dans un processus de production, nous proposons de nouveaux indicateurs : dispersion descendante, dispersion ascendante et dispersion globale.

La dispersion descendante d’un lot de matière première est le nombre de lots de produits finis qui contiennent une partie de ce lot de matière première. Par exemple, si un lot de réception de jambon est utilisé dans n lots de saucisson, alors la dispersion descendante est égale à n.

La dispersion ascendante d’un lot de produits finis est le nombre de différents lots de matières premières utilisées dans ce lot. Par exemple, un saucisson produit avec des composants de 2 différents lots d’épaule de porc et de 3 différents lots de bardière aura une dispersion ascendante égale à 5.

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Chapitre 5 : Modélisation de la traçabilité

Clément Dupuy 63 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

La dispersion totale d’un système est égale à la somme des dispersions descendantes de tous les lots de matières premières et des dispersions ascendantes de tous les produits finis.

Comme nous le précisons plus loin (§5.2.4.2), il peut être intéressant de combiner les dispersions entre elles. Par exemple le produit entre la dispersion descendante et la dispersion ascendante est intéressant à minimiser pour optimiser le flux matière.

5.2.3 1ère phase : Modélisation du système existant

5.2.3.1 Etape 1 : Définition des TRU existants

Cette phase, plus ardue qu’il n’y paraît, est fondamentale. Pour définir les TRU, il faut se reporter à la définition du terme (§3.2.2, page 35): « Le TRU (Traceable Resource Unit) est une unité unique, c’est à dire qu’aucune autre unité ne peut avoir les mêmes (ou comparables) caractéristiques du point de vue de la traçabilité ».

Pour définir les TRU d’une chaîne de production, il faut se poser la question « Pour un produit donné, comment peut-on différencier deux lots de production entre eux ? ». Prenons l’exemple de la production de mêlées (mélange de viande hachée et d'ingrédients) dans le processus de fabrication du saucisson sec. Comment différencie-t-on les bacs de mêlée après le hachage ? On identifie les bacs dont la mêlée est issue du même mélange de viandes ; on identifie ce TRU de façon unique grâce au numéro de mêlée.

Attention, il ne faut pas confondre les TRU et leurs conditionnements ou leurs supports. Par exemple, une palette peut rassembler plusieurs TRU (si ils sont bien identifiés). A contrario, comme on l’a vu dans l’exemple précédant où un lot de mêlée est présent dans plusieurs bacs, un même TRU peut regrouper plusieurs conditionnements.

Pour cette phase de définition des TRU existants, nous proposons de remplir un tableau pour tous les TRU de la chaîne de production (voir Tableau 4).

Nom du TRU Description

Ex : Mêlée Ex : Les bacs dont la mêlée (viande hachée) est issue du même mélange de viandes

Tableau 4 : exemple de description des TRU

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Chapitre 5 : Modélisation de la traçabilité

Clément Dupuy 64 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

5.2.3.2 Etape 2 : Modélisation de l’enchaînement des TRU

Après la définition des TRU, nous proposons de reconstituer leur enchaînement à l’aide d’un graphe. Un graphe de type nomenclature de lots (§4.3.2, p. 57) nous semble le modèle le plus adapté. Les places de ce graphe représentent les TRU et les arcs joignent chaque TRU père à son ou ses TRU fils.

La Figure 10 donne un exemple de représentation : les TRU « A » et « B » sont pères du TRU « C ».

Figure 10 : exemple de représentation de l’enchaînement des TRU En modélisant l’enchaînement de tout les TRU définis dans la

phase précédente, on obtient un modèle de la chaîne de production à analyser. Après avoir évalué la dispersion des lots de production (prochaine étape), nous appellerons cette chaîne « graphe de dispersion ».

Une analogie peut être faite avec les graphes de Gozinto. Les graphes de Gozinto représentent un ensemble de relations « parent composant » où la relation est une entité en soit [Loos, 2001; Sheer, 1998]. Ce type de relation peut par exemple s’appliquer à une nomenclature classique. Comme Van Dorp [2003], nous n’appliquons pas les graphes de Gozinto à une nomenclature classique mais à une nomenclature de lots. La nomenclature de lots est un ensemble de relations « pére / fils » quantifiées qui représente les consommations / fabrications réellement effectuées par opposition à une nomenclature classique qui représente les relations prévues. 5.2.3.3 Etape 3 : Evaluation de la dispersion

Comme nous l’avons défini plus haut (§5.2.2 p.62), la dispersion descendante entre un TRU père A et son TRU fils B mesure le nombre de lots du TRU B liés à des lots du TRU A. La dispersion ascendante entre un TRU père A et son TRU fils B mesure le nombre de lots du TRU A dont est issu un lot du TRU B.

Nous proposons maintenant de quantifier les arcs du graphe créé à l’étape 2 (§5.2.3.2). Prenons un exemple. Dans le cas de la production de

A B

C

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Chapitre 5 : Modélisation de la traçabilité

Clément Dupuy 65 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

steaks hachés, si un bac de préparation de hachage (TRU A) se retrouve dans 4 mêlées différentes (TRU B) et si une mêlée est constituée de 3 bacs de préparations alors on obtient la dispersion présentée dans la Figure 11.

Figure 11 : modélisation de la dispersion Dans un système de production classique, la dispersion entre TRU

n’est pas forcément constante. A partir des définitions et en utilisant des lois statistiques, nous pouvons déterminer plusieurs dispersions possibles :

Dispersion moyenne Dispersion minimum Dispersion maximale Pour l’analyse de la chaîne de production, il s’agit de définir les

dispersions de toute la chaîne de production à analyser. Il faut choisir la ou les dispersion(s) à utiliser :

Dispersion moyenne : elle permet d’avoir une bonne vue

d’ensemble de la dispersion sur la chaîne. Dispersion maximale : il est intéressant de l’utiliser quand on

désire garantir une traçabilité donnée. Dispersion minimale : il est peu intéressant d’utiliser cette

dispersion seule. Combinée avec la dispersion maximale, elle permet d’obtenir des ordres de grandeur intéressants.

A l’issue de cette étape, après avoir déterminé les TRU, leur enchaînement et la dispersion des lots, nous proposons de construire le

3

A

B4

=A

BB

BB

etA

B

AADispersion descendante

Dispersion ascendante

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Chapitre 5 : Modélisation de la traçabilité

Clément Dupuy 66 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

graphe de dispersion initiale qui rassemble ces trois informations. Les places de ce graphe ont été définies dans l’étape 1, leur enchaînement dans l’étape 2 et la valeur des arcs dans l’étape 3. 5.2.3.4 Etape 4 : Analyse du système de traçabilité existant

Comme le souligne Taillard [GENCOD, 2001], l’absence totale d’éléments de traçabilité dans les entreprises est très rare. Il est donc important d’effectuer un état des lieux du (ou des) système(s) de traçabilité existant(s). Nous proposons donc de lister et de décrire les différents enregistrements existant et l’identification des lots de production. On pourra ainsi commenter et analyser le système de traçabilité existant : points faibles, points forts, parties à garder ou à abandonner absolument, etc … Cette analyse permettra notamment de se fixer des objectifs en pondérant le graphe de dispersion minimum (étape 5) pour créer le graphe de dispersion objectif (étape 6). En effet, des choix stratégiques ou économiques peuvent par exemple imposer de garder telle ou telle partie du système de traçabilité.

5.2.4 2ème phase : analyse et amélioration des processus de fabrication et de

l’organisation

5.2.4.1 Etape 5 : Analyse du graphe de dispersion

Il s’agit ici d’identifier des « zones d’amélioration » c’est à dire les parties du processus de fabrication qui ne sont pas optimales en terme de traçabilité.

Pour cela, nous proposons de créer un nouveau graphe de dispersion, appelé graphe de dispersion optimal. Les valeurs de dispersion de ce graphe correspondent au minimum acceptable par l’entreprise. En effet, certaines valeurs de dispersion ne sont pas diminuables. Par exemple, dans le cas de la fabrication de steak haché, la fabrication « steak par steak » donc sans mélange de viande et sans dispersion n’est pas économiquement viable pour l’entreprise. Le graphe de dispersion optimal peut être considéré comme le graphe de dispersion d’un système de « traçabilité totale ». GENCOD EAN France [2001] souligne d’ailleurs le caractère quasi utopique de la traçabilité totale dans une entreprise.

C’est la comparaison du graphe de dispersion optimal et du graphe de dispersion initial qui va mettre en évidence les zones d’amélioration possibles de la chaîne de fabrication en terme de traçabilité. Parfois, le graphe de dispersion optimal peut présenter moins de TRU dans le cas où le processus de fabrication actuel engendre des lots inutiles.

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Chapitre 5 : Modélisation de la traçabilité

Clément Dupuy 67 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

5.2.4.2 Etape 6 : Modification des processus de fabrication et de

l’organisation

Les secteurs d’amélioration des processus de fabrication et de l’organisation étant mis en évidence, nous proposons alors de chercher des solutions d’amélioration, secteur par secteur. Ce travail doit être fait en collaboration étroite avec les personnes connaissant bien le processus de production. Des méthodes de créativité collective comme le Brainstorming peuvent aider à trouver des solutions pour diminuer la dispersion.

Il s’agit ici de proposer un maximum d’améliorations possibles puis de choisir la plus pertinente pour chaque secteur d’amélioration. Il est indispensable que les différents acteurs de l’entreprise prennent part à cette discussion car un projet d’amélioration de la traçabilité est un projet transversal qui concerne tous les secteurs de l’entreprise. Cette phase de recherche de solutions d’améliorations de la traçabilité doit aboutir à la définition des grandes lignes de changement qui deviendront autant de projets internes aux services concernés par les changements.

A partir des décisions prises dans cette étape, nous proposons de construire un troisième graphe de dispersion : le graphe de dispersion objectif. Ce graphe reprend les TRU et les dispersions que l’on a décidé d’obtenir. Plus le graphe de dispersion objectif sera proche du graphe de dispersion optimal, plus le projet d’optimisation de la traçabilité sera ambitieux et meilleur sera le résultat en terme de traçabilité (Figure 12). Par contre tendre vers le graphe de dispersion optimal peut augmenter considérablement les coûts.

Figure 12 : les différents graphes de dispersion

Cette phase de recherche d’un compromis est difficile à gérer. Il s’agit en effet de comparer le coût des solutions envisagées avec les gains qu’elles peuvent apporter. Or il est très difficile de mesurer les gains apportés par un système performant de gestion de la traçabilité. Ce sont, en

A B

C

[1]

[2]

[1]

[1]

Graphe de dispersion optimal

A B

C

[1]

[3]

[2]

[1]

Graphe de dispersion objectif

A B

C

[1]

[4]

[3]

[1]

Graphe de dispersion initial

Mauvaise traçabilité

« Traçabilité totale »

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Chapitre 5 : Modélisation de la traçabilité

Clément Dupuy 68 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

effet, principalement des gains en diminution des risques encourus par l’entreprise.

Cependant, il faut garder à l’esprit que la traçabilité de la chaîne est celle du maillon le moins performant de cette chaîne en terme de traçabilité. Le graphe de dispersion obtenu est orienté, antisymétrique et antiréflexif. Il est composé d’autant de composantes fortement connexes que de sommets (sans circuit). Si l’on associe un poids à chaque arc du graphe en multipliant la dispersion maximale ascendante par la dispersion maximale descendante, on peut calculer le chemin critique (plus long chemin) d’un sommet fictif initial qui alimenterait tous les sommets sans prédécesseur à un sommet fictif terminal qui serait alimenté par tous les sommets sans successeur. Les tâches critiques correspondent aux liaisons qui devraient donner lieu à une amélioration de l’organisation ou des processus de fabrication. La formule associée au calcul des poids se justifie car dans le pire des cas, x lots terminaux seront composés de y lots initiaux si x est la dispersion descendante et y la dispersion ascendante.

Des outils d’optimisation peuvent être développés pour aider les industriels à optimiser la dispersion des lots de production. Dans le Chapitre 7, nous proposons un modèle mathématique permettant de minimiser la dispersion dans un cas particulier : le cas du désassemblage puis du mélange de lots de production.

5.2.5 3ème phase : Définition du nouveau système de traçabilité

Une fois que le système de production a été optimisé pour la traçabilité, il s’agit de mettre en place un système d’information permettant de tracer les TRU du nouveau système. Il est judicieux de choisir un système dont les enregistrements sont les plus fidèles possibles aux processus de fabrication. Pour cela, il faut garder en tête ces trois règles fondamentales :

1- Chaque TRU doit être identifié de façon unique. 2- Chaque TRU doit être lié avec son TRU père. 3- Les identifications de TRU doivent permettre d’accéder aux

informations qui lui correspondent. Suite à la mise en place des améliorations, la chaîne de production

a été optimisée en terme de traçabilité. Il s’agit maintenant de mettre en place les outils permettant d’obtenir une traçabilité fidèle au nouveau processus de production.

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Chapitre 5 : Modélisation de la traçabilité

Clément Dupuy 69 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

5.2.5.1 Etape 7 : Définition des enregistrements

L’enregistrement d’un lot de production correspond à la déclaration de son existence. Cela passe par la création et l'enregistrement d’un code d’identification et des informations liées aux lots.

La mise en place d’un système de traçabilité peut être faite avec deux types d’enregistrements : des enregistrements manuels sur des feuilles de papier ou des enregistrements informatiques.

Le premier type d’enregistrement est souple et peu coûteux. Cependant, il n’est pas adapté à l’enregistrement de nombreux lots. De plus, en cas de crise alimentaire, la recherche de traçabilité est longue et moins fiable (erreurs d’écriture ou de relecture).

L’enregistrement informatique est plus coûteux et plus lourd à mettre en place. Cependant, il permet une traçabilité précise, fiable et rapide, quelque soit le volume de production. De plus, le système informatique de gestion de la traçabilité peut être couplé avec d’autres systèmes informatiques (gestion des stocks, gestion de production, …).

Suivant les caractéristiques du système de production, il faut faire un choix du système d’enregistrement de la traçabilité (Tableau 5).

Enregistrement Papier Enregistrement Informatique

Avantages Système souple Facilité d’implantation Peu coûteux

Intégrabilité avec les systèmes informatiquesRapide Fiable Peut gérer la traçabilité de grosses productions.

Inconvénients Peu adapté aux grosses productions Recherches de traçabilité longues et non totalement fiables

Coût du système Lourdeur de la mise en place

Tableau 5 : comparaison des enregistrements papier et informatique

Dans le cas d’un enregistrement informatique, il faut veiller à installer un système ergonomique. Il faut par exemple éviter la recopie de textes ou de codes de traçabilité et automatiser un maximum la saisie. Ce choix est directement lié au choix du mode de passage d’information. Par exemple, l’utilisation de code à barre peut permettre d’éviter des saisies inutiles et de fiabiliser les entrées d’information. 5.2.5.2 Etape 8 : Définition de l’identification des TRU

L’identification des TRU est primordiale. Elle doit suivre chaque lot de façon univoque et claire. L’édition de l’identification est faite lors de la création donc de l’enregistrement des lots de production.

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Chapitre 5 : Modélisation de la traçabilité

Clément Dupuy 70 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

De nombreux modes d’identification sont possibles. Nous proposons ici une liste non exhaustive regroupant les principaux modes d’identification :

Identification des conditionnements : au lieu de tracer les TRU, leurs conditionnements sont tracés et les TRU sont attribués informatiquement aux conditionnements. Ce type d’identification est adapté à des produits qui subissent des opérations sans changer de conditionnement. Il peut éventuellement permettre une automatisation de la traçabilité (en utilisant par exemple des boîtiers magnétiques).

Identification par étiquette manuscrite : les lots sont identifiés par des étiquettes sur lesquelles l’identification et les informations désirées sont manuscrites. Ce type de système est généralement utilisé avec des enregistrements papier.

Identification par étiquette code à barre : ces étiquettes sont éditées via un système informatique. Elles comportent l’information nécessaire aux opérateurs dans l’atelier ainsi qu’un code à barre permettant l’identification informatique immédiate du lot.

Identification par étiquette magnétique : cette identification peut permettre une automatisation de l’identification des conditionnements (voir plus haut) en utilisant des étiquettes en lecture seule portant l’identification du conditionnement. On peut également utiliser des étiquettes magnétiques en mode écriture / lecture : l’étiquette est alors porteuse d’information sur le lot, notamment le code d’identification, comme pour l’identification par code à barre.

Comme nous l’avons déjà précisé, il faut éviter la confusion entre TRU et conditionnement. Pour l’identification d’un même TRU présent sur plusieurs conditionnements, chaque conditionnement sera identifié (à l’aide par exemple d’une étiquette) mais ces étiquettes porteront le même code d’identification du TRU. Cependant, il est alors important de garder l’information du nombre de conditionnement constituant un TRU.

Il s’agit dans cette phase de choisir le mode d’identification le plus adapté aux processus de fabrication. L’utilisation d’un seul type d’identification dans la chaîne de production n’est pas obligatoire : les identifications sont liées au TRU. Cependant, dans un soucis d’homogénéité et de facilité d’installation et de maintenance, il semble intéressant de mettre en place un minimum de systèmes différents liés au suivi de production. 5.2.5.3 Etape 9 : Définition de « la base de données traçabilité »

Pour la réalisation de cette étape, nous proposons dans un premier temps de lister toutes les données qui doivent être tracées avec chaque

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Chapitre 5 : Modélisation de la traçabilité

Clément Dupuy 71 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

TRU. Par exemple, le poids, le code d’identification, le (ou les) lot(s) de fabrication pères, les analyses effectuées,…

L’analyse des points critiques de la production détermine en grande partie les éléments à tracer. C’est pourquoi une démarche de qualité (ISO par exemple), d’analyse des modes de défaillance (AMDEC11) ou d’analyse des risques (HACCP12) nous semble très importante pour aider à lister les informations à tracer.

Il s’agit ici de lister les informations qualité que l’on veut lier au lot de production. Dans le cadre de l’utilisation d’un progiciel standard, on pourra alors identifier les informations enregistrables en standard, les informations enregistrables via le paramétrage d’un plan qualité et éventuellement les données qui nécessitent un développement spécifique.

A partir du graphe de dispersion, du tableau des informations liées aux TRU et des codes d’identification des TRU, on obtient facilement le modèle entité/relation correspondant à la chaîne de production modélisée.

5.2.6 4ème phase : Mise en place du système de gestion de traçabilité

Après la définition du système de traçabilité, cette dernière phase consiste à mettre en place le système défini. Le mode de mise en place variera en fonction de l’entreprise. Par exemple, pour une entreprise multi-sites, on pourra prévoir une implantation sur un site pilote et utiliser cette expérience pour l’implantation sur d’autres sites.

L’intérêt de la mise en place d’une base de données pour la traçabilité est de pouvoir lancer des requêtes sur les données enregistrées. Voici quelques exemples de requêtes possibles : ⎯ A partir d’un numéro de lot (matière première ou produit semi-fini),

quels sont les numéros de lots des TRU fils ainsi que les différentes activités primaires subies ? C’est la traçabilité descendante.

⎯ A partir d’un numéro de lot (produit semi-fini ou produit fini), quels sont les numéros de lots des TRU pères composant ce lot ? C’est la traçabilité ascendante.

La traçabilité interne des entreprises agro-alimentaires s’apparente beaucoup à un suivi de production. Les personnes qui vont renseigner les enregistrements sont les différents opérateurs et personnes responsables tout au long de la chaîne de production. C’est pourquoi il faut garder à l’esprit de mettre en place un système ergonomique, facile d’utilisation et

11 AMDEC : Analyse des Modes de Défaillance, de leurs Effets et de leur Criticité. Technique qui part de l’examen

des causes possibles de défaillance des éléments d’un système pour aboutir aux effets de ce système. 12 HACCP : Hazard Analysis Critical Control Point. Approche organisée et systématique permettant de construire,

de mettre en œuvre ou d’améliorer l’assurance de la sécurité des denrées alimentaires.

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Chapitre 5 : Modélisation de la traçabilité

Clément Dupuy 72 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

le moins pénalisant pour la productivité des différents ateliers de production.

D’autre part, l’implantation d’un tel système va modifier l’organisation et les méthodes de travail. Il est donc essentiel de travailler étroitement avec les utilisateurs pour éviter tout « rejet » et intégrer leurs attentes. La communication et la formation restent des éléments primordiaux pour la pérennité du système.

La modélisation de la traçabilité de la chaîne logistique présentée dans le paragraphe suivant (§ 5.3) peut très bien être utilisée pour mettre en œuvre le système de gestion de la traçabilité du flux matière que nous venons de présenter.

5.3 Modélisation du système de traçabilité de la chaîne logistique

5.3.1 Introduction

Comme nous l’avons vu précédemment, la traçabilité est au centre des préoccupations actuelles des entreprises, en particulier dans l’industrie agroalimentaire. Même si le concept de chaîne logistique n’est pas nouveau, il est lui aussi au centre des intérêts sur la performance. Or, on peut constater que le sujet de la traçabilité a aujourd’hui surtout été étudié dans la littérature scientifique d’un point de vue qualité ou commercial et peu d’un point de vue « optimisation de la chaîne logistique ». On peut également constater que, dans la littérature, l’optimisation de la chaîne logistique est souvent abordée sous un angle de diminution des coûts (de stockage, de transport, de production, …) et peu sous l’angle de l’optimisation de l’échange d’informations (notamment la traçabilité). Nous proposons dans cette partie un modèle générique permettant d’optimiser la traçabilité d’une chaîne logistique.

5.3.2 Optimisation de la chaîne logistique

Optimiser la chaîne logistique c’est d’abord améliorer la satisfaction client. Or, comme nous l’avons vu précédemment, les clients sont de plus en plus demandeurs d’informations liées aux produits. C’est dans ce cadre que l’optimisation de la traçabilité fait partie intégrante de l’optimisation de la chaîne logistique.

Pour nous, optimiser la traçabilité d’une chaîne logistique, c’est par exemple :

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Chapitre 5 : Modélisation de la traçabilité

Clément Dupuy 73 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

⎯ Diminuer la dispersion physique des lots : diminuer les mélanges de lots c’est diminuer la taille des rappels donc le coût du rappel et son impact médiatique.

⎯ Diminuer la dispersion de l’information sur la chaîne : rester précis dans le suivi des lots, c’est également diminuer la taille des rappels.

⎯ Augmenter le périmètre des informations partagées : partager le maximum d’informations pertinentes sur les lots (date et lieu d’élevage ou de récolte, allergènes éventuels, OGM éventuels, …) c’est augmenter la satisfaction client.

⎯ Augmenter la fiabilité de l’information : être en mesure de garantir la véracité des informations transmises au client est un point clef de la traçabilité d’une chaîne logistique.

⎯ Augmenter la rapidité de réponse du système : être rapide en cas de problème, c’est être capable de gérer au mieux une crise éventuelle.

5.3.3 Modélisation du processus d’enregistrement du flux matière

5.3.3.1 Objectif

Que ce soit en interne au niveau de l’atelier de production ou au niveau de la chaîne logistique avec les relations client / fournisseur, un système de traçabilité passe forcément par l’enregistrement du flux matière. Notre objectif est de proposer des modèles génériques de processus qui puissent s’appliquer à la plupart des processus d’enregistrement du flux matière rencontrés dans l’industrie.

Une modélisation « modulaire » a été choisie. Pour toutes les industries avec des productions « par lot », à chaque étape du processus de production correspond un des modèles génériques. Ces modèles peuvent s’enchaîner comme des briques pour modéliser la chaîne logistique complète. Nous avons identifié 3 cas de processus différents : fabrication, réception et expédition. 5.3.3.2 Modélisation avec ARIS

Le modèle ARIS [Scheer, 2002] et en particulier la modélisation de « chaînes de processus événementielles » (CPE) ont été choisis. La modélisation commence par 2 entités fondamentales : les évènements et les fonctions. Un modèle doit toujours commencer et terminer par des évènements. Une fonction est déclenchée par un évènement et engendre un évènement.

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Chapitre 5 : Modélisation de la traçabilité

Clément Dupuy 74 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

Une fois le « squelette » du processus modélisé par l’enchaînement des évènements et des fonctions, on peut lui affecter des ressources (humaines ou matérielles) et des unités organisationnelles (rôles et responsabilités) : c’est la chaîne de processus évènementielle étendue (CPEE). On peut alors visualiser le modèle selon plusieurs points de vues (données, fonction, organisation). La Figure 13 présente le formalisme

graphique utilisé pour la modélisation des processus avec ARIS.

Figure 13 : le formalisme de modélisation ARIS

5.3.3.3 Les 3 modèles génériques

Les mêmes principes ont été retenus pour les 3 modèles fabrication, réception et expédition : ⎯ Les processus principaux (fabrication, réception et expédition) vont

s’enchaîner entre eux. Il commencent et finissent donc tous par des évènements similaires (nouveau lot …).

⎯ L’enregistrement de la traçabilité comporte toujours plusieurs étapes distinctes :

• Ouverture du lot : il s’agit de créer un nouveau lot avec une identification unique (N° de lot). C’est la création du TRU (cf. § 3.2.2).

• Création de l’identifiant : le lot doit être physiquement signalé. La création de l’identifiant correspond par exemple à l’édition d’une étiquette code à barre (cf. § 4.2).

Événement

Fonction

Événement

Unité organisationnelleRessource

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Chapitre 5 : Modélisation de la traçabilité

Clément Dupuy 75 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

• Enregistrement des consommations et des liens père / fils : il s’agit non seulement de garder les liens entre les lots entrants et les lots sortants mais aussi d’attribuer les quantités consommées / créées pour chaque lot. C’est la création de la nomenclature de lot (cf. § 4.3.2).

• Enregistrement des informations du lot : cette étape consiste à informer des données qualité ou de production diverses (ressources utilisées, temps de fabrication, contrôles qualité, analyses bactériologiques, températures, etc…). Il s’agit d’enregistrer ici les informations correspondant à l’activité primaire (cf. § 3.2.2).

• Clôture du lot : la clôture du lot intervient quand plus aucune information ne peut être apportée au lot.

⎯ Un lot peut être consommé à partir du moment où il a été ouvert (numéro de lot créé) et identifié physiquement. Il n’est par exemple pas nécessaire d’avoir toutes les informations qualité du lot pour pouvoir le consommer dans une étape suivante. On peut tout à fait imaginer de consommer un lot de réception de viande fraîche avant d’avoir reçu les résultats de son analyse bactériologique qui prendra quelques jours. En cas de problème détecté par l’analyse, il faut cependant être capable de rappeler les bons lots de produits semi finis.

Les mêmes principes de base ayant été retenus pour les trois modèles, ceux-ci sont très similaires. La modélisation ARIS permet l’utilisation de plusieurs niveaux : la Figure 14 représente les trois fonctions de base alors que les autres figures détaillent les fonctions de base (Figure 15, Figure 16, Figure 17).

Figure 14 : les 3 fonctions de base

Fabriquer

Réceptionner

Expédier

Nouveau(x) lot(s) de composant(s) en entrée

Nouveau(x) lot(s) de composés créé(s)

Nouveau lot à réceptionner

Nouveau lot réceptionné créé

Nouveau lot d’expédition créé

Nouveau(x) lot(s) à expédier

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Chapitre 5 : Modélisation de la traçabilité

Clément Dupuy 76 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

Figure 15 : modèle CPE de la fonction réceptionner

Figure 16 : modèle CPE de la fonction fabriquer

Ouvrir un (des) nouveau(x) lot(s) de composé(s).

Nouveau(x) lot(s) ouvert(s)

Liens et quantités entrés

Enregistrer les consommations et les liens père/fils

Clôturer le(s) lot(s)

Créer identifiant(s)du (des) lot(s) de composés

Nouveau(x) lot(s) de composant(s) en entrée

Enregistrer les informations du (des) lot(s)

Toutes les informations sont entrées

ET

Nouveau(x) lot(s) de composés créé(s)

Lot(s) de composé(s) créé(s) et informé(s)

Ouvrir un nouveau lot réceptionné

ET

Nouveau lot ouvert

Tous les paramètres sont enregistrés

Créer identifiant du lot réceptionné

Clôturer le lot

Nouveau lot à réceptionner

Nouveau lot réceptionné créé

Lot réceptionné créé et informé

Enregistrer les informations du lot réceptionné

Liens et quantités entrés

Enregistrer les consommations et les liens père/fils

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Chapitre 5 : Modélisation de la traçabilité

Clément Dupuy 77 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

Figure 17 : modèle CPE de la fonction expédier

5.3.3.4 Enchaînement des modèles

Dans le cas d’une modélisation du processus d’enregistrement du flux matière d’une chaîne logistique donnée, nous proposons d’enchaîner les modèles présentés ci-dessus et de les appliquer à la chaîne logistique concernée (Figure 18). Il s’agit alors de compléter le modèle en attribuant les ressources (humaines et matérielles) concernées et les unités organisationnelles. Les phases d’analyse et/ou d’optimisation peuvent alors commencer : nous les présentons dans le paragraphe 5.3.4 (Mise en œuvre des modèles) et nous les illustrons dans le paragraphe 6.3.3 (Exploitation du modèle).

Ouvrir un nouveau lot d’expédition.

Lot d’expédition ouvert

Enregistrer les lots à expédier

Clôture du lot

Nouveau(x) lot(s) à expédier

Enregistrer des informations d’expédition

ET

Créer identifiantdu lot d’expédition

Liens « père / fils » et quantités entrés

Nouveau lot d’expédition créé

Toutes les informations sont entrées

Lot d’expédition créé et informé

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Chapitre 5 : Modélisation de la traçabilité

Clément Dupuy 78 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

Figure 18 : enchaînement des modèles génériques

5.3.4 Mise en œuvre des modèles

5.3.4.1 Comparaison des modèles

L’utilisation du logiciel ARIS peut aider à mettre en évidence les différences entre deux modèles : un modèle cible obtenu par combinaison des modèles génériques et un modèle de l’existant modélisant le processus d’enregistrement réel du flux matière de l’entreprise. En utilisant les modèles génériques proposés dans la partie précédente et en les comparant au modèle d’un processus d’enregistrement du flux matière existant, on peut facilement mettre en évidence des carences ou des incohérences. Des zones d’améliorations potentielles du processus existant sont ainsi identifiées. On peut alors s’appuyer sur le modèle générique pour les optimiser. 5.3.4.2 Conception de systèmes de traçabilité

L’un des principaux intérêts du modèle que nous présentons est l’aide à la conception de systèmes de traçabilité. Une fois l’enchaînement

Réception Matière Première

Expédition Matière Première

Réception Matière Première

Fabrication Semi-fini 1

Réception Semi-fini 2

Fabrication Semi-fini 2

Expédition Semi-fini 2

Fabrication Produit Fini

Expédition Produit Fini

Stockeur matière première

Industrie 1ere transformation

Industrie 2ème transformation

Fabriquer 1

Réceptionner 1

Expédier 1

Lot interne SF 1

Lot M P interne 1

Lot M P à réceptionner 1

Lot M P expédié 1

Réceptionner 2

Lot M P interne 2

Fabriquer 2

Lot interne SF 2

Expédier 2

Lot SF expédié 2

Fabriquer 3

Lot interne SF 4

Réceptionner 3

Lot interne SF 3

Expédier 3

Lot PF expédié

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des modèles génériques créé, des ressources matérielles et organisationnelles peuvent être associées aux fonctions du modèle obtenu. Le modèle devient alors un réel support d’aide à la conception qui garantit la cohérence du système cible à mettre en place. 5.3.4.3 Analogie avec le modèle SCOR

Une analogie peut déjà être faite avec le modèle SCOR (Supply Chain Operations Reference) [Stephens, 2001]. Celui-ci subdivise la chaîne logistique en cinq grands processus : planification (Plan), approvisionnement (Source), fabrication (Make), livraison (Deliver) et gestion des retours (Return) (Figure 19).

Figure 19 : les processus de base du modèle SCOR

Le modèle SCOR décompose ces processus en éléments auxquels sont associés des indicateurs de performances et des "best practices". La démarche associée au modèle SCOR commence par un Business Process Reengineering permettant de modéliser une situation avec les briques de base proposées par le modèle. Puis, grâce à un « benchmarking », la démarche se termine par l'analyse des "best practices" proposées et la définition du modèle de référence cible de l'entreprise.

On retrouve dans le modèle que nous proposons l’approvisionnement (fonction réceptionner), la fabrication (fonction fabriquer) et la livraison (fonction expédier).

La planification ne se retrouve pas dans notre modèle. En effet, comme nous l’avons souligné dans le paragraphe 4.3.2, la traçabilité s’appuie toujours sur ce qui a été réalisé sans se préoccuper de ce qui a été prévu. En d’autre termes, nous nous intéressons aux nomenclatures de lots plutôt qu’aux nomenclatures classiques.

Il ne nous a également pas semblé nécessaire de créer un modèle générique pour la gestion des retours. En effet, nous considérons la gestion

PLAN

MAKESOURCE DELIVER

RETURN

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Chapitre 5 : Modélisation de la traçabilité

Clément Dupuy 80 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

des retours comme un processus de fabrication à part entière où le lot retourné constitue un nouveau lot en entrée.

Comme pour le modèle SCOR, nous proposons d’utiliser des indicateurs de performance afin de qualifier la chaîne logistique d’un point de vue de sa traçabilité. Cette partie est développée dans le paragraphe suivant.

5.3.5 Mise en place d’indicateurs de performance

5.3.5.1 Objectifs

Les clients sont de plus en plus demandeurs d’informations qualité et d’informations de traçabilité sur les produits. Ces informations ne peuvent être garanties que grâce à un système de traçabilité fiable et performant. Dans ce contexte, l’optimisation de la traçabilité fait partie intégrante de l’optimisation de la chaîne logistique.

Nous cherchons ici à proposer un système d’indicateurs de performance cohérent qui, associé au modèle que nous avons présenté, aide à qualifier puis optimiser le système de gestion de traçabilité dans la chaîne logistique. 5.3.5.2 Définition d'un indicateur de performance

L'AFGI13 propose une définition d’un indicateur de performance : c’est une donnée quantifiée qui mesure l'efficacité de tout ou partie d'un processus ou d'un système par rapport à une norme, un plan ou un objectif qui aura été déterminé et accepté dans le cadre d'une stratégie d'ensemble [Gallois, 1990]. Elle propose également un tableau pour classer les indicateurs (Tableau 6).

Indicateur Type de performance

Composantes des indicateurs Nature des indicateurs

Domaines d'évaluation Mesure Type

d'objectifs

Variables

d'action

Durée de

vie Comportemen

t du système

Qualité

intrinsèque

Tableau 6 : classement des indicateurs, typologie de l’AFGI

13 AFGI : Association Française de Gestion Industrielle

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Chapitre 5 : Modélisation de la traçabilité

Clément Dupuy 81 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

5.3.5.3 Système d'indicateurs de performance

Un indicateur de performance ne prend sens que par son association avec [Burlat et Campagne, 2001] : ⎯ Un objectif. Cet objectif peut être issu de la décomposition

d'objectifs stratégiques. L'objectif s'exprime dans une (ou des) variable(s) dite(s) essentielle(s). On appelle indicateur de résultats une mesure de cette variable essentielle destinée à évaluer l'atteinte de l'objectif.

⎯ Des variables d'action. Ce sont des moyens, un collectif d'acteurs ; à ces variables d'action, on associe des indicateurs de processus qui rendent compte de l'évolution des activités qui participent à un processus.

En appliquant ce principe au cas particulier de la traçabilité, nous

proposons un objectif global décomposé en sous objectifs : ⎯ Objectif global (stratégie d'entreprise) : optimiser la traçabilité ⎯ Sous-objectifs : Augmenter la fiabilité des données Augmenter la productivité des opérateurs chargés de l'acquisition de

données Diminuer le temps de réponse d'une requête de traçabilité Diminuer la dispersion physique des lots de production Diminuer la dispersion de l'information

Quant aux variables d’action, elles dépendent de chaque

indicateur. On peut citer par exemple : Dispersion physique des lots : la définition même des lots de

production, les modes de fabrication ont une influence directe sur la dispersion physique.

Rapidité à retrouver les lots recherchés : les solutions matérielles et logicielles retenues ont une influence directe sur le temps de réponse d’une requête de traçabilité.

5.3.5.4 Indicateurs de performance pour la traçabilité

Afin de qualifier la traçabilité de la chaîne logistique et de mesurer l’efficacité de son optimisation, nous proposons d’utiliser les indicateurs de performance suivants :

Dispersion physique des lots. Tout au long de la chaîne logistique et des processus de fabrication, différentes opérations peuvent provoquer la dispersion physique des lots. Par exemple, dans le cas de la

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Chapitre 5 : Modélisation de la traçabilité

Clément Dupuy 82 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

constitution d’une recette, le produit composé est le résultat du mélange de n lots de produits composants. Plus la dispersion est élevée, moins le système de traçabilité est performant dans le rappel des produits (à taille de lot de matières premières constante).

Dispersion de l’information : la dispersion de l’information s’ajoute parfois à la dispersion physique. En effet, l’information enregistrée dans le système n’est pas forcément cohérente avec la réalité physique de composition des lots.

Fiabilité du système de traçabilité : cet indicateur de performance est difficile à obtenir. Il mesure le taux de véracité des informations enregistrées et restituées par le système.

Nombre d’articles tracés : cet indicateur mesure le périmètre couvert par les systèmes de traçabilité. Tous les articles sont-ils tracés ? Seulement les articles critiques ? Trace-t-on des articles qui ne présentent pas à priori de risque microbiologique ? etc

Rapidité à retrouver les lots correspondant à une requête. Entre un système de traçabilité informatique et système papier, le temps de réponse à une requête peut varier de quelques secondes de recherche dans la base de données à plusieurs jours de lecture et de recoupement des feuilles d’enregistrement des lots.

Le Tableau 10 (§6.3.4) présente des indicateurs de performance que nous avons mis œuvre dans le groupe Aoste. 5.3.5.5 Utilisation des indicateurs de performance

Un des intérêts de l’utilisation d’indicateurs de performance est le benchmarking, méthode permettant de comparer, à indicateur égal, des entreprises différentes. Nous n’avons cependant pas pu créer de base de données de valeurs d’indicateurs dans d’autres entreprises par manque de temps et surtout de connaissance d’entreprises prêtes à partager ce type d’information.

Cependant au sein même du groupe Aoste, les différents sites de production ont pu être comparés pour identifier des écarts et surtout faire émerger des meilleures pratiques (best practices).

5.4 Résumé et conclusion

Les chapitres précédents avaient abouti au constat que les entreprises de l’agroalimentaire manquaient d’outils pour analyser, concevoir, évaluer et optimiser les systèmes de traçabilité et le flux matière tracé. C’est à ce besoin que nous avons répondu dans ce chapitre.

Dans un premier temps, nous avons présenté une méthode d’analyse, de modélisation et d’optimisation de la traçabilité du flux des

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Chapitre 5 : Modélisation de la traçabilité

Clément Dupuy 83 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

lots de production. En partant de la constatation que le mélange des lots de production pénalise beaucoup les rappels donc la traçabilité, nous avons exposé notre méthode d’optimisation. Basée sur une modélisation de la dispersion des lots, elle consiste à créer plusieurs graphes successifs qui aident à identifier des points d’amélioration potentiels. Cette méthode est utilisable pour optimiser la traçabilité du flux matière interne. Elle s’applique au niveau « atelier / MES » de gestion de la traçabilité. Ces travaux ont fait l’objet d’un article présenté lors de la conférence internationale IEEE SMC 2002 [Dupuy et al., 2002b].

La seconde partie de ce chapitre est consacrée à la modélisation du système de gestion de la traçabilité de la chaîne logistique. Nous exposons une modélisation par briques élémentaires du processus d’enregistrement du flux matière. Les 3 processus élémentaires identifiés sont : réceptionner, fabriquer et expédier. Ils sont combinés pour modéliser une chaîne logistique entière ou une partie de celle-ci. Le modèle cible obtenu sert à analyser, optimiser et concevoir des systèmes de gestion de la traçabilité. Nous complétons le modèle par l’introduction d’indicateurs de performance utilisés pour évaluer, comparer et améliorer le système de gestion de la traçabilité. Ces travaux ont fait l’objet de présentations dans des journées de rencontres scientifiques [Dupuy et al., 2003a; 2003b].

Dans le chapitre suivant nous présentons l’application des modélisations présentées ci-dessus dans le cas particulier du projet SPRING 3000 du groupe Aoste.

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Chapitre 6 : Application des modèles

Clément Dupuy 84 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

Chapitre 6 Application des modèles

6.1 Introduction

Dans le chapitre précédant, nous avons décrit deux méthodes de modélisation : la première permet d’analyser et d’optimiser de la dispersion du flux matière et la seconde concerne le processus d’enregistrement des lots de production et donc des caractéristiques de la traçabilité.

Ces deux modélisations ont été appliquées lors du projet SPRING 3000 (présenté succinctement dans le Chapitre 2). Dans ce chapitre, nous présentons donc ces applications.

6.2 Application de la méthode d’optimisation de la traçabilité interne

L’étude que nous présentons ici est l’application de la méthode d’optimisation de la traçabilité (§5.2) au cas de la production de saucissons dans le groupe Aoste. Nous étudierons donc la traçabilité des produits à partir de leur entrée à la découpe jusqu’à leur sortie des sites de production : c’est la traçabilité interne au groupe Aoste.

6.2.1 1ère phase : Modélisation du système existant

6.2.1.1 Etape 1 : Définition des TRU existants

Suite à une analyse détaillée des différents sites de production et du site de découpe de viande à Aoste, nous avons pu identifier les différents lots de production présents dans le processus de fabrication (Tableau 7).

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Chapitre 6 : Application des modèles

Clément Dupuy 85 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

1- Lot de livraison de viande

Il regroupe les balancelles de viande d’un même camion, d’un même fournisseur, d’un même type d’articles (Epaules, bardières, …) et d’une même qualité (Certifié, Français, …).

2- Lot de sous-produits découpés

Pour les produits nobles (épaule de porc, épaule de coche, ...), il regroupe les balancelles de découpe de même référence issues d’un même lot de livraison. Pour les produits non nobles (parures, gras, os, ...) il regroupe les articles d’une même référence découpés le même jour.

3- Lot de congélation Il regroupe les palettes d’articles d’un même type, congelés et issus de lots de sous-produits découpés.

4- Lot d’expédition - frais

Il regroupe les lots de sous produits découpés expédiés dans un même camion vers un site du groupe ou un client.

5- Lot d’expédition - congelé

Il regroupe les lots de congélation expédiés dans un même camion vers un site du groupe, une société de stockage ou un client.

6- Lot de jambons déclassés

Il regroupe les cadres de jambons déclassés lors d’une même journée de production. En effet, les jambons destinés au processus de fabrication de jambon cru qui ne satisfont pas les critères de qualité, sont déclassés pour intégrer la chaîne de production du saucisson, via la découpe.

7- Lot de réception de viande découpée

Ce lot regroupe les balancelles ou cadres d’un camion correspondant à un même type d’article et une même qualité.

8- Lot de hachage - tonne de mêlée

Une tonne de mêlée correspond à 5 chariots d’une même pâte (mélange de viande hachée et d’épices) donnée.

9- Lot de condiments Ce lot correspond à une réception de consommables : une livraison d’un fournisseur pour un article donné.

10- Lot de produits embossés

Ce lot correspond à l’ensemble des produits embossés à partir d’une même pâte et sur une ligne d’embossage donnée.

11- Lot de conditionnement

Ce lot est constitué des saucissons conditionnés d’un code article donné et d’un jour d’embossage donné.

12- Lot de distribution – commande

Une commande regroupe en général plusieurs types de produits. Ce lot correspond à une commande client

13- Lot de boyaux Ce lot correspond à une réception de boyaux : une livraison d’un fournisseur pour un article donné.

Tableau 7 : les TRU identifiés dans le processus de fabrication du saucisson

Page 85: Analyse et conception d'outils pour la traçabilité de ...

Chapitre 6 : Application des modèles

Clément Dupuy 86 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

6.2.1.2 Etape 2 : Modélisation de l’enchaînement des TRU

Une fois que les différents TRU ont été définis, il a été facile de modéliser leur enchaînement. Dans le cas du processus de production de Aoste, le graphe de dispersion est celui présenté dans la description de l’étape 3. 6.2.1.3 Etape 3 : Détermination de la dispersion

La détermination de la dispersion a été plus difficile. En effet, suivant la nature des lots de production, la valeur peut varier beaucoup. Par exemple, la dispersion descendante entre un lot de livraison de viande et un lot de sous produits découpés peut varier entre 4 lots de sous-produits découpés pour un lot de bardières à 20 lots de sous-produits découpés pour une demie coche. Cependant, il est important de quantifier la dispersion, ne serait-ce que pour obtenir un ordre de grandeur.

Nous avons choisi de considérer tous les articles du processus de fabrication et d’utiliser les dispersions maximales et minimales. En effet, la valeur moyenne est peu significative (étant donné la variabilité) et plus difficile à quantifier.

La dispersion maximale est intéressante car elle donne une valeur de la dispersion « dans le pire des cas ». La dispersion minimale permet de garder un ordre de grandeur en comparaison avec la dispersion maximale.

La Figure 20 définit le graphe de dispersion initiale. Prenons par exemple les valeurs entre le nœud 1 (lot de réception des viandes) et le lot 2 (lot de sous produits découpés). Suivant la nature du lot de réception de viande (demi coche, jambon, épaule de porc, …) celui-ci peut être découpé en 4 à 20 articles de sous-produits découpés. La dispersion descendante prend alors la valeur [4-20]. Dans un lot de sous produits découpés donné, suivant sa nature et les réceptions de viande de la journée, on peut rencontrer de 1 (pour les produits nobles) à 60 (pour les sous-produits) lots de réception. La dispersion descendante prend alors la valeur [1-60].

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Chapitre 6 : Application des modèles

Clément Dupuy 87 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

Figure 20 : graphe de dispersion initiale.

1

2

3 4

5

6

7

8

10

11

12

13

9

Lot de livraison de viande

Lot de sous-produits découpés

Lot de congélation Lot d’expédition - frais

Lot d’expédition - congelé

Lot de jambons déclassés

Lot de réception de viande découpée

Lot de hachage - tonne de mêlée

Lot de produits embossés

Lot de condiments

Lot de conditionnement

Lot de distribution - commande

Lot de boyaux

[1-60]

[4-20]

[30] [1]

[1]

[16]

[1-10]

[1]

[1-10]

[1-2]

[1-10]

[1]

[1]

[1]

[1]

[1]

[4-16]

[2-125]

[1-2]

[1-2]

[1-10]

[1]

[1-5]

[1]

[1-10]

[1-15]

Légende :

[a-b] {dispersion mini = a}et{dispersion maxi = b}

[c] {dispersion mini = dispersionmaxi = c

Page 87: Analyse et conception d'outils pour la traçabilité de ...

Chapitre 6 : Application des modèles

Clément Dupuy 88 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

6.2.1.4 Etape 4 : Analyse du système de traçabilité existant

Pour cette analyse, nous avons étudié les différents sites de production. Nous avons pu en tirer les conclusions suivantes :

La traçabilité actuelle est une « traçabilité papier » pour la plupart des maillons de la chaîne. C’est une traçabilité relativement fidèle aux processus de production et d’organisation mis en œuvre actuellement, en particulier pour les sites où ont été mis en place les documents ISO. Cependant : La moindre recherche de traçabilité est lente et fastidieuse. Il y a des pertes d’informations sur certains maillons de la chaîne de la traçabilité, notamment : - Le passage des viandes entre la découpe et les sites. - L’utilisation du quantième de fabrication comme élément de traçabilité. Les processus de fabrication actuels augmentent (parfois inutilement) la dispersion des lots. Par exemple : - Le mélange des pétrins dans certains sites de production. - Le transfert de conditionnements à la congélation de la découpe : les viandes qui sont congelés à la découpe sont ensuite « démoulées » pour tenir moins de place lors du stockage. Les systèmes informatiques utilisés sont nombreux, hétérogènes et indépendants : - Applications liées à Eurobyte (système de lecture d’étiquettes code à barres). - Application spécifique des rendements de la découpe. - GENACOD 400 (ERP, modules stock, achats, commercial, EDI, …) - Système de gestion de l’étuvage / séchage à St Symphorien

6.2.2 2ème phase : analyse et amélioration des processus de fabrication et de

l’organisation

6.2.2.1 Etape 5 : Analyse du graphe de dispersion

Pour analyser le graphe de dispersion initial, nous avons construit le graphe de dispersion optimal (Figure 21). Nous avons ensuite isolé les trois types de liaisons existants :

Les liaisons ne présentant pas de dispersion : si la dispersion est égale à 1, il n’est à priori pas nécessaire d’améliorer l’organisation de travail ou les processus de fabrication.

Page 88: Analyse et conception d'outils pour la traçabilité de ...

Chapitre 6 : Application des modèles

Clément Dupuy 89 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

Les liaisons présentant une dispersion non diminuable. Ces liaisons sont entourées en double trait pointillé gris dans le schéma suivant (Figure 22). Il s’agit en général de processus de fabrication où la dispersion présente une valeur ajoutée, comme par exemple la découpe de la viande, ou d’opération pour lesquelles la diminution de dispersion est très difficile à obtenir.

Les liaisons où l’on peut diminuer la dispersion. Ces liaisons sont entourées en trait noir dans le schéma suivant (Figure 22).

Figure 21 : graphe de dispersion optimal

1

2

3 4

5

6

7

8

10

11

12

13

9

Lot de livraison de viande

Lot de sous-produits découpés

Lot de congélationLot d’expédition - frais

Lot d’expédition - congelé

Lot de jambons déclassés

Lot de réception de viande découpée

Lot de hachage - tonne de mêlée

Lot de produits embossés

Lot de condiments

Lot de conditionnement

Lot de distribution - commande

Lot de boyaux

[1]

[4-20]

[1] [1]

[1]

[16]

[1]

[1][1][1]

[1][1]

[1]

[1]

[1]

[1]

[4-16][2-125]

[1-2]

[1-2]

[1]

[1]

[1-5]

[1]

[1-10][1-15]

Page 89: Analyse et conception d'outils pour la traçabilité de ...

Chapitre 6 : Application des modèles

Clément Dupuy 90 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

Figure 22 : graphe de dispersion optimal et commentaires associés.

6.2.2.2 Etape 6 : Modification des processus de fabrication et de

l’organisation

Suite à la phase d’analyse du système de production et de sa traçabilité, nous avons organisé une réunion qui nous a permis de présenter le bilan de cette phase et de discuter des améliorations possibles du système de production pour optimiser la traçabilité. Les chefs des sites de production, le directeur industriel, le directeur des systèmes d’information et le responsable qualité du groupe étaient présents. Il s’agissait en effet de prendre des décisions concertées avec les différents acteurs concernés par la traçabilité dans la chaîne de production. Suite à une présentation de l’analyse de l’existant, les différents intervenants ont été invités à travailler à travers un Brainstorming sur les différents points d’améliorations soulignés dans les parties précédentes. Quelques problèmes de traçabilité, plus spécifiques ont également été abordés (Tableau 8).

1

2

3 4

5

6

7

8

10

11

12

13

9

[1]

[4-20]

[1] [1]

[1]

[16]

[1]

[1][1][1]

[1][1]

[1]

[1]

[1]

[1]

[4-16][2-125]

[1-2]

[1-2]

[1]

[1]

[1-5]

[1]

[1-10][1-15]

Identifier les lots de livraison des jambons pour les jambons déclassés

Identifier les lots de livraison pour les sous-produits découpés non nobles

Identifier les sous-produits découpés correspondant àun lot de congélation et faire correspondre un lot père pour un lot fils

Garder l’identification des lots de sous-produits découpés pendant et après leur transport.

Redéfinir l’identification des lots de conditionnement.

Découpe des produits en de nombreuses références : valeur ajoutée.

Mélange des viandes pour la fabrication du saucisson : valeur ajoutée

Difficilement diminuable ...

Obligation d’éclatement des lots pour leur distribution.

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Chapitre 6 : Application des modèles

Clément Dupuy 91 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

Sujets abordés Conclusions

Les jambons déclassés. Problème interne au site d’Aoste. La possibilité de mettre en place une identification des lots de livraison des jambons déclassés sera étudiée dans le site Aoste.

Traçabilité fournisseurs des lots de sous-produits découpés non nobles.

Etudier la possibilité de rassembler les parures pour obtenir un mélange constitué des viandes d’un (ou de quelques) fournisseur(s). On limiterait ainsi le nombre de références obtenues à partir d’un fournisseur et on faciliterait l’identification d’un fournisseur unique. Voir si le taux de gras et la variabilité des composants utilisés seraient acceptables.

Passage d’information entre la découpe et les sites de production.

Garder les lots de sous produits découpés de découpe jusqu’aux sites de production. Etudier la possibilité de trier les balancelles et les cadres pour grouper les lots dans les camions. Utilisation d’une identification unique pour le site d’Aoste et chaque site de production.

Réception des viandes de fournisseurs extérieurs.

C’est un problème de traçabilité de chaîne et non de traçabilité interne. A étudier via le service des achats …

Mélange de pâtes à Maclas Ce mélange est dû à des contraintes de productivité.

Identification des lots de produits embossés au conditionnement

Pour obtenir une traçabilité efficace, il faut lier les lots de produits conditionnés (sortie de séchage) aux lots de conditionnement. Nouvelle définition du lot de produits embossés : groupe de produits d’un type donné (code GM) embossés avec une mêlée donnée, sur une ligne d’embossage donnée. Les lots de conditionnement doivent être liés aux lots de produits embossés. Une identification temporelle (horaire d’enregistrement des balancelles), avec « une fenêtre de sécurité », pourrait être utilisée.

Traçabilité des condiments et des boyaux

L’utilisation de mixte permet une traçabilité plus fine. L’utilisation du mélangeur à Maclas est problématique d’un point de vue traçabilité.

Tableau 8 : les points d’amélioration sur la traçabilité

A l’aide du tableau ci-dessus, nous avons pu créé le graphe de dispersion objectif.

Page 91: Analyse et conception d'outils pour la traçabilité de ...

Chapitre 6 : Application des modèles

Clément Dupuy 92 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

6.2.3 3ème phase : Mise en place du système d’information

6.2.3.1 Etape 7 : Définition des enregistrements

Pour le cas du groupe Aoste, l’utilisation d’une base de données

informatique pour la gestion de la traçabilité nous a paru la solution la plus appropriée, compte tenu du contexte multi-sites et des quantités de production.

Au long des différentes étapes du processus de fabrication, les activités primaires finissent quasiment toujours par une pesée des lots de production. Ces pesées permettent la constitution et la définition des TRU. Il nous a donc semblé logique d’utiliser ces pesées pour l’enregistrement des lots. 6.2.3.2 Etape 8 : Définition de l’identification des TRU

L’utilisation d’une traçabilité des conditionnements n’est pas utilisable dans le cas du groupe Aoste : les types de conditionnements sont trop nombreux. Pour la mise en place d’un système de traçabilité informatique, il nous a donc semblé intéressant d’utiliser un système de code à barre sur des étiquettes éditées lors de l’enregistrement des TRU. C’est un système souple évitant la recopie des informations. Il est accompagné par la mise en place d’imprimantes et de lecteurs de codes à barres. Le Tableau 9 résume les choix qui ont été faits pour la définition des identifications des TRU et des enregistrements.

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Chapitre 6 : Application des modèles

Clément Dupuy 93 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

TRU Enregistrements et identifications

Lot de réception de viande

Pesée des camions : édition d’étiquettes code à barre pour chaque crochet de viande

Lot de Jambons déclassés

Edition d’une étiquette code à barre pour chaque lot de jambon déclassé (identification des fournisseurs)

Lot de découpe Pesée des lots de découpe + étiquettes d’identification des lots de réception : édition étiquettes lots de découpe

Lot congélation Pesée du lot de congélation + étiquettes lot de découpe : édition étiquettes lots de congélation

Lot de réception de viande

Pesée du lot de réception + étiquettes lot de découpe ou congélation : édition étiquettes lots de réception

Lot de consommables Edition d’une étiquette à la réception

Lot de hachage Pesée du lot de hachage + étiquettes lot de réception + étiquettes lots de consommables : édition étiquettes lots de hachage

Lot de boyaux Edition d’une étiquette à la réception

Lot d’embossage Pesée du lot d’embossage + étiquettes lots de hachage : édition étiquettes lots d’embossage

Lot de conditionnement Lecture des codes à barres embossage à l’entrée des lignes de conditionnement

Lot d’expédition Lecture des codes à barres des étiquettes de commande

Tableau 9 : définition des TRU

6.2.3.3 Etape 9 : Définition de « la base de données traçabilité »

Pour les différents sites de production d’Aoste, nous n’avons pas eu de difficulté à définir les informations à enregistrer. En effet, la plupart des sites (sauf la découpe) avaient conduit une démarche qualité pour la certification ISO 9001. Cette démarche a permis de définir des enregistrements qualité (EQS) présentés sous forme de tableaux à remplir. Les différents champs à remplir correspondent aux attributs de la table du TRU concerné (Figure 23).

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Chapitre 6 : Application des modèles

Clément Dupuy 94 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

Figure 23 : exemple du modèle entité/relation avec 3 TRU appliqué à la découpe des viande du groupe Aoste

6.3 Modélisation de la chaîne logistique du groupe Aoste

6.3.1 Contexte

Les travaux présentés dans le paragraphe 5.3 (p.72) ont été appliqués au cas du groupe Aoste. La chaîne logistique dans laquelle s’insère le groupe Aoste est complexe et fait intervenir de nombreux acteurs (voir §2.2.2 p.19). Le périmètre du projet SPRING 3000, dans le cadre duquel la validation du modèle a été faite, s’est limité à la mise en place d’un système de gestion de la traçabilité interne du groupe. C’est donc le contexte multi site du groupe qui nous a permis de valider nos travaux, extrapolés à une chaîne logistique plus étendue.

Lot de livraison de viande

Code lot livraison viande

Date / horaire de réception

Numéro BL

Numéro camion

Type produit

Qualité produit

Poids annoncé

Poids réel

Observations

Fournisseur

Lot de sous-produits découpés

Code lot sous-produits découpés

Date / horaire de découpe

Lot(s) de livraison viande correspondant

ou Lot de jambons déclassés correspondant

Numéro article

Poids net

Destination / client

Table de travail

Lot de jambons déclassés

Code lot jambons déclassés

Lots de livraison de viande correspondant

Poids net

Date de déclassement

Légende

Nom du lot

Clef d ’identification unique

Lien avec lots parents

Attributs

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Chapitre 6 : Application des modèles

Clément Dupuy 95 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

6.3.2 Modélisation

Dans un premier temps, les activités principales des sites de production du groupe ont été identifiées pour permettre le premier niveau de modélisation. Les différentes activités ont donc été modélisées à partir des trois modèles génériques de processus : réceptionner, fabriquer et expédier (voir Figure 24).

Figure 24 : premier niveau de modélisation appliqué au cas du groupe Aoste

Une fois le premier niveau modélisé, le second niveau a

directement été déduit des modèles génériques définis (voir exemple avec Figure 25). Le détail du processus d’enregistrement du suivi matière de l’ensemble de la chaîne logistique a ainsi pu être facilement obtenu.

Réceptionner viande

Nouveau lot viande

Découpe de viande

Hachage

Embossage

Séchage

Conditionnement

Nv lot viande réceptionné

Fabriquer vde désossée

Nv lot vde désossée fabriqué

Expédier vde désossée

Nv lot vde désossée exp.

Réceptionner vde désossée

Nv lot vde désossée récep.

Fabriquer pâte

Nv lot pâte fabriqué

Fabriquer produit frais

Nv lot produit frais

… etc …

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Chapitre 6 : Application des modèles

Clément Dupuy 96 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

Figure 25 : exemple : passage du premier niveau au second niveau de modélisation pour la fonction « fabriquer pâte »

6.3.3 Exploitation du modèle

Dans le cadre du projet SPRING 3000, la modélisation a principalement été utilisée dans deux cas de figure :

D’abord en temps qu’outil d’aide à la conception. Tous les postes d’acquisition de données (i.e. les points d’enregistrement du flux matière) ont été définis a l’aide de documents appelés DCO (Document de conception organisationnelle) qui sont des cahiers des charges très détaillés décrivant l’interface homme / machine et les règles de gestion associées. En effet, même si le système de gestion de la traçabilité est basé sur une application standard, toute la partie acquisition de données est un développement spécifique adapté aux contraintes et besoins des ateliers de production. Pour concevoir ces DCO, nous nous sommes appuyés sur la modélisation CPE des différentes fonctions. Grâce a elle, nous nous sommes assuré de la cohérence du système défini. Concrètement, pour reprendre l’exemple du poste de constitution des tonnes de pâte (Figure 25), la modélisation nous a permis d’identifier les différents points importants (création du lot, enregistrement des consommations, enregistrement des données liées au hachage) et de les synchroniser.

Ensuite en temps qu’outil d’aide à la mise en œuvre. Nous avons utilisé la possibilité d’attribuer des ressources humaines et matérielles à un modèle donné en construisant les CPEE. Ainsi nous avons attribué à chaque fonction les personnes qui allaient effectuer le travail ainsi que les applications utilisées. Cette utilisation nous a permis non seulement d’anticiper nos besoins en ressources mais aussi de planifier les

Détail de la fonction fabriquer

Ouvrir un (des) nouveau(x) lot(s) de composé(s).

Nouveau(x) lot(s) ouvert(s)

Liens et quantités entrés

Enregistrer les consommations et les liens père/fils

Clôturer le(s) lot(s)

Créer identifiant(s)du (des) lot(s) de composés

Nouveau(x) lot(s) de composant(s) en entrée

Enregistrer les informations du (des) lot(s)

Toutes les informations sont entrées

ET

Nouveau(x) lot(s) de composés créé(s)

Lot(s) de composé(s) créé(s) et informé(s)

Nv lot vde désossée récep.

Fabriquer pâte

Nv lot pâte fabriqué

Détail de la fonction « Fabriquer pâte »

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Chapitre 6 : Application des modèles

Clément Dupuy 97 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

formations. Les modèles ont également servis de support lors de certaines formations pour décrire le travail à effectuer.

Finalement, l’ensemble du système d’enregistrement du flux matière a été mis en place sur les sites de fabrication de saucisson sec. Sur un site « type », un tel système met en œuvre 8 points d’acquisition de données dans les ateliers : ⎯ Réception des viandes ⎯ Transfert des lots de viande en pied de ligne hachage ⎯ Constitution des tonnes de viande au hachage ⎯ Validation des tonnes de viande au hachage ⎯ Transfert en pied de ligne embossage ⎯ Entrée des balancelles en étuves séchoir (acquisition fin embossage) ⎯ Gestion des séchoirs (visas et transferts) ⎯ Sortie des séchoirs

A la date de rédaction de cette thèse, déjà 4 sites de production de saucisson du groupe Aoste utilisent complètement le système d’acquisition défini et mis en œuvre grâce au modèle présenté.

6.3.4 Indicateurs de performance

Suite à l’extension du système de gestion de traçabilité sur plusieurs sites, le besoin s’est fait sentir d’évaluer les systèmes implantés. L’utilisation d’indicateurs de performance s’est présentée comme une solution intéressante. Aucun benchmark n’a été fait avec des entreprises extérieures par manque de contacts et de données pour comparer. Cependant la comparaison des sites déjà équipés entre eux nous a semblé plus facile et très intéressante.

Comme nous l’avons souligné plus haut, notre objectif principal est d’installer un système de gestion de traçabilité efficace, c’est à dire rapide, fiable et précis. Les indicateurs de performance que nous avons souhaité mettre en place découlent donc de ces objectifs et nous permettent de former un premier système d’indicateurs cohérant : ⎯ Objectif principal : avoir un système de gestion de traçabilité de

type plan de rappel efficace ⎯ Sous objectifs : Augmenter la rapidité du système Augmenter la fiabilité du système Augmenter la précision du système Augmenter le périmètre des articles tracés

Trois indicateurs de performance ont été créés et sont présentés dans le Tableau 10.

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Chapitre 6 : Application des modèles

Clément Dupuy 98 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

Indicateur : Temps de réponse

Sous objectif concerné : rapidité de réponse du système. Valeur : temps mis par un utilisateur formé pour trouver l’identification et l’emplacement des balancelles de saucisson concernées par un nombre défini de lots de viande réceptionnés. Mesure : chronométrage de l’utilisateur. Variables d’action : l’ergonomie et les fonctionnalités du système ont une très grosse influence sur le temps de réponse d’une requête donnée.

Indicateur : Taux d’anomalies de stock Sous objectif concerné : fiabilité du système. Calcul : nombre total d’anomalies de stock sur un site de production donné et une période donnée divisé par le nombre total d’acquisitions de données (toutes les consommations et fabrications) sur ce site et cette période. Mesure : nous avons créé une requête SQL pour calculer ces valeurs à partir de la base de données du système. Variables d’action : la formation des utilisateurs est un point essentiel pour diminuer les anomalies ; la mise en œuvre de contrôles de stock et éventuellement de blocages au niveau des postes de l’atelier est très efficace; l’ergonomie des postes d’acquisition de données peut également avoir une influence non négligeable Remarque : la fiabilité d’un système de traçabilité est très difficile à évaluer. Le système que nous avons mis en place s’appuie sur la gestion des stocks et des anomalies sont générées si les quantités en stock sont inférieures aux quantités consommées

Indicateur : taux de couverture de la traçabilité Sous objectif concerné : périmètre des articles tracés. Calcul : Nombre d’articles gérés au lot sur un site donné divisé par le nombre total d’articles utilisés dans le processus de fabrication du site. Mesure : nous avons créé une requête SQL pour calculer le taux de couverture. Variables d’action : le taux de couverture peut augmenter en proposant les postes d’acquisition de données et surtout une organisation adaptée pour déclarer les consommations de nouveaux articles. Remarque : le système de traçabilité installé dans le cadre de SPRING 3000 a d’abord tracé les viandes et les produits fabriqués pour ensuite s’étendre à la traçabilité des consommables (noisettes, boyaux, ficelle,…)

Tableau 10 : exemple d’indicateurs de performance de la traçabilité

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Chapitre 6 : Application des modèles

Clément Dupuy 99 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

Un indicateur calculant la dispersion des lots de production afin d’évaluer la précision du système aurait été très intéressant. Cependant, nous avons eu des difficultés à définir un mode de calcul qui permette de comparer les valeurs entre deux sites de production.

Les trois indicateurs proposés ci-dessus ont été mis en place et permettent de suivre et d’optimiser le système de traçabilité implanté.

6.4 Résumé et Conclusion

Dans ce chapitre, nous avons présenté l’application des modélisations présentées dans le chapitre précédant au cas du groupe Aoste. Une partie de ces résultats ont fait l’objet d’un article [Dupuy et al., 2002b] et de présentations à des journées de travail [Dupuy et al., 2003a; 2003b].

La méthode d’optimisation de la traçabilité interne par la réduction de la dispersion a été appliquée au cas du processus de découpe de viande et de fabrication de saucisson du groupe Aoste. Nous avons présenté ici les différents arbres de dispersion obtenus. Nous avons appliqué cette méthode dans le cadre du projet SPRING 3000. Cette démarche a été préalable à l’installation du nouveau système de gestion de la traçabilité. Elle a permis de « remettre à plat » les processus de fabrication en tenant compte de leur impact sur la dispersion des lots.

La modélisation du processus d’enregistrement de la traçabilité par des briques génériques a également été utilisée. Elle a été d’une grande aide pour la conception et la mise en œuvre des postes d’acquisition de données dans les ateliers de production. Aujourd’hui, quatre sites de production sont équipés et utilisent quotidiennement les postes d’acquisition de données pour suivre leur traçabilité. L’extension à d’autres sites est en cours. Quelques indicateurs de performance ont également été mis en place pour suivre et améliorer le système de gestion de la traçabilité.

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Chapitre 7 : Optimisation de la dispersion des lots de fabrication

Clément Dupuy 100 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

Chapitre 7 Optimisation de la dispersion des lots de fabrication

7.1 Introduction

Comme nous l’avons présenté plus haut, la problématique de la traçabilité a évolué. Il ne s’agit plus uniquement de tracer exhaustivement l’historique de lots de production mais également de réduire la taille d’éventuels rappels. Le problème que nous présentons ici s’attache à diminuer le mélange des lots de production dans un cas particulier : un processus de fabrication avec découpe (ou désassemblage) puis mélange (ou assemblage) des lots de production. Cette démarche peut tout à fait s’intégrer dans l’objectif d’obtenir un graphe de dispersion optimal pour la dispersion des lots de production (cf. §5.2).

Etant donnée une nomenclature à trois niveaux (des matières premières désassemblées en composants assemblés en produits finis), l’objectif du problème que nous proposons est donc de diminuer la dispersion des lots de fabrication pour optimiser la traçabilité globale. Nous avons modélisé et expérimenté ce problème de dispersion, rencontré dans le processus de fabrication du saucisson sec, dans le groupe Aoste. Nous proposons un modèle mathématique pour optimiser la dispersion et les résultats obtenus avec le logiciel LINGO.

7.2 La dispersion des lots : un nouvel enjeu de la traçabilité

De nos jours, les consommateurs sont de plus en plus exigeants sur la traçabilité des produits agro-alimentaires. Ils sont demandeurs de plus d’informations et plus de transparence par rapport à des problèmes comme l’ESB (Encéphalopathie Spongiforme Bovine), la dioxine ou les aliments transgéniques. L’objectif pour les producteurs n’est plus seulement de tracer efficacement des produits mais aussi de diminuer le volume (donc le coût) des rappels en cas de besoin.

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Chapitre 7 : Optimisation de la dispersion des lots de fabrication

Clément Dupuy 101 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

Par exemple, en 2000, un producteur français de steak haché a été obligé de rappeler 37 tonnes de produits finis à cause d’une réception d’un lot de trois tonnes de viandes contrôlé positif à la présence de prion de l’ESB. Après ce problème de sécurité alimentaire, l’entreprise a non seulement dû optimiser son système de traçabilité mais aussi réduire le nombre de lots mélangés dans un lot de viande haché [Gategno, 2001].

L’objectif du problème que nous présentons ici est de minimiser la quantité de produits rappelés en cas de besoin dans le cas particulier d’une nomenclature à trois niveaux avec assemblage et désassemblage.

7.3 Le problème de dispersion des lots

7.3.1 Un exemple industriel : la production de saucisson sec

Le problème que nous étudions provient du processus de fabrication de saucisson dans le groupe Aoste. Comme nous l’avons introduit précédemment, pour produire du saucisson sec, la viande de porc est découpée en « composants » comme le jambon, l’épaule, les gras dur, la bardière, le jarret, … Ensuite, ces composants sont mélangés et hachés pour obtenir une pâte (ou mêlée). Ces lots de pâtes sont ensuite utilisés pour la production de différents saucissons.

Figure 26 : processus de découpe et de mélange des lots dans le processus de fabrication du saucisson

JambonEpaule½ Coche Bardière

Jambon4D

TrimmingGras 2 BardièrePoitrine Epaule 4D

Saucisson 1

Viandes

Viande désossée et parures

Désossage

Hachage +Embossage

Saucissons

Saucisson 4Saucisson 3Saucisson 2

Parured’épaule

Parure de jambon

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Chapitre 7 : Optimisation de la dispersion des lots de fabrication

Clément Dupuy 102 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

Chaque type de matière première (les viandes) donne des composants (les lots de viande découpée) dans des proportions connues, considérées comme fixes. Ceci constitue la nomenclature de désassemblage (ou découpe). Un lot de composants peut être constitué par différents types de matières premières. Par exemple, un lot de gras dur peut être constitué par du gras dur provenant d’épaule, de ½ coche et de jambon de porc. Les pâtes (mélanges de viande assaisonnés) seront considérées dans ce chapitre comme des produits finis. Elles sont composées de différentes matières premières, dans des proportions données. Ces proportions sont considérées comme fixes et constituent les nomenclatures d’assemblage (ou mélange). Dans une journée de travail, l’atelier de découpe reçoit différents lots de différents types de matière première (jambon, épaule, ½ coche). De même, de nombreux lots de composants ainsi que de produits finis vont être créés.

L’objectif de l’entreprise est de minimiser le coût dû à un rappel. Si par exemple le problème de sécurité alimentaire provient d’un lot de matière première, les produits finis issus ce lot seront identifiés par la traçabilité descendante puis rappelés. Dans le cas d’un problème décelé sur lot de produit fini, on remonte par la traçabilité ascendante aux lots de matière première concernés puis on redescend aux autres lots de produits finis par la traçabilité descendante.

Pour minimiser le coût d’une crise de sécurité alimentaire, les entreprises cherchent donc à réduire la taille et le nombre de produits rappelés. Dans le cas du processus de fabrication du saucisson, non seulement la taille des lots de production doit être réduite mais aussi les mélanges de matière première. Plus les lots de matière première sont mélangés dans les lots de produit fini, plus la taille du rappel, donc son coût, est grand.

7.3.2 Dispersion des lots

Pour mesurer la précision de la traçabilité dans un processus de production, nous proposons d’utiliser des indicateurs déjà présentées dans le chapitre 5 : dispersion descendante, dispersion ascendante et dispersion totale. Nous rappelons ici la définition de ces indicateurs.

La dispersion descendante d’un lot de matière première est le nombre de lots de produits finis qui contiennent une partie de ce lot de matière première. Par exemple, si un lot de réception de jambon est utilisé dans n lots de saucisson, alors la dispersion descendante est égale à n.

La dispersion ascendante d’un lot de produits finis est le nombre de différents lots de matières premières utilisées dans ce lot. Par exemple, un saucisson produit avec des composants de 2 différents lots d’épaule de

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Chapitre 7 : Optimisation de la dispersion des lots de fabrication

Clément Dupuy 103 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

porc et de 3 différents lots de bardière aura une dispersion ascendante égale à 5.

La dispersion totale d’un système est égale à la somme des dispersions descendantes de tous les lots de matières premières et des dispersions ascendantes de tous les produits finis.

7.3.3 Modèle graphique et complexité

La Figure 27 schématise les lots de fabrication présentés dans la Figure 26.

Figure 27 : illustration des lots de fabrication et de leur dispersion

Une analogie peut être faite entre le problème de dispersion présenté ci-dessus et le problème de transport à coûts fixes. Les sources représentent les lots de matière première, les nœuds intermédiaires sont les lots de composants et les destinations sont les lots de produits finis. Les arcs modélisent les liens de désassemblage ou d’assemblage de la nomenclature. Un coût est attribué à chaque utilisation d’un arc. Ce coût ne dépend pas du flux (de la quantité) sur l’arc : il est fixe. La somme des liens entre les lots de matières premières et les lots de produits finis (i.e. la somme des coûts fixes) est minimisée. Une telle analogie nous permet de conclure que le problème présenté ci-dessus est au moins aussi complexe qu’un problème de transport avec coût fixe, c’est à dire NP difficile [Palekar et al., 1990].

Raw materials

Finished products

Bought components

Components

Matières premières

Produits finis

Composants achetés

Composants

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Chapitre 7 : Optimisation de la dispersion des lots de fabrication

Clément Dupuy 104 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

7.4 Modèle mathématique

Nous proposons un modèle mathématique pour le problème de dispersion. Les variables et données sont présentées dans la Table 1 et le modèle lui-même dans la Table 2 en fin de chapitre. i, j, k et l sont les indices, respectivement, des lots de matières premières, des lots de composants, des lots de produits finis et des lots de composants achetés.

La fonction objectif (1) permet de calculer la dispersion totale minimum. C’est la somme des liens entre les lots de matières premières et de produits finis donnés par Y(i,k) et de la dispersion due aux composants achetés xRF(l,k).

Les équations (2) et (3) donnent les contraintes dues respectivement aux nomenclatures de désassemblage et d’assemblage.

Les quantités doivent être conservées tout au long du processus de fabrication. Les contraintes (7) expriment que la quantité totale d’une matière première donnée est utilisée dans les lots de composants. Les contraintes (4) indiquent que la quantité des lots de composants provient uniquement des lots de matières premières.

Chaque lot de produit fini provient des lots de composants et/ou des lots de composants achetés ; leur quantité est également conservée (5). De plus, chaque composant est entièrement assemblé dans les lots de produits finis (6).

Les équations (8), (9) et (10) expriment que les variables binaires xRC, xCF et xBF sont égales à 1 si respectivement QRC, QCF et QBF sont différents de 0.

Les équations (11) sont utilisées pour déterminer Y(i,k) qui est égal à 1 si le lot de matière première i est utilisée dans le produit fini k. Y(i,k) n’est pas définie comme une variable binaire car elle est minimisée dans la fonction objectif : elle prendra automatiquement les valeurs 0 ou 1. Si xRC et xCF sont égaux à 1, la seule valeur possible pour Y(i,k) est 1. Sinon, Y(i,k) prendra la valeur 0, grâce à la fonction objectif.

Grâce au modèle mathématique présenté ci-dessus, il devient aisé de calculer les dispersions ascendantes (13) d’un lot de produit fini et descendante (12) d’un lot de matière première.

(12)

(13)

∑=

=P

k

kiYiDISPD1

),()(_

∑∑==

+=Q

lBF

M

i

klxkiYkDISPU11

),(),()(_

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Chapitre 7 : Optimisation de la dispersion des lots de fabrication

Clément Dupuy 105 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

7.5 Résultats et commentaires

Avec M comme nombre de lots de matières premières, N le nombre de lots de composants, P le nombre de lots de produits finis, Q le nombre de lots de composants achetés et S le nombre de types de composants différents, le nombre d’équations peut être calculé : M + 2N + P + MS + PS + 2MN + 2PN + 2 PQ + MNP. Le nombre de variables binaires est égal à QP+ MN + NP.

Nous avons utilisé le logiciel LINGO 6.0 pour résoudre le modèle mathématique linéaire mixte entier (MILP). Un premier problème a été expérimenté avec 4 lots de matières premières, 6 lots de composants, 4 lots de produits finis et 2 lots de composants achetés. Cet exemple a généré 142 variables (56 entières) et 244 contraintes. L’optimum global a été trouvé en 5 heures et 59 minutes avec un PC 1.2 GHz Pentium III. Les données et la résolution du problème sont présentées en annexe B.

Un autre problème caractérisé par 8 lots de matières premières, 12 lots de produits finis et 8 lots de composants a été traité. Il a généré 1292 variables (576 entières) et 3684 contraintes. Le calcul a été arrêté après 12 heures de calcul, sans que l’optimum global ait été trouvé (environ 50.000.000 itérations). Le meilleur optimum local rencontré était égal à 73 avec une borne inférieure égale à 58 (soit un écart de 25,9 % par rapport à la borne).

En fait, l’application industrielle présente encore plus de variables. Un échantillon de données réelles, sur une période d’une journée, présente au moins 20 lots de matières premières, 30 lots de composants, 30 lots de produits finis et 10 lots de composants achetés. C’est à dire 1800 variables entières et 22211 contraintes. Le modèle proposé ne peut pas être utilisé pour des données industrielles dans un temps raisonnable et des méthodes heuristiques doivent être envisagées.

Notre problème est au moins aussi complexe qu’un problème de transport à coûts fixes. Très peu d’heuristiques ont été développées pour ces problèmes. Des méthodes « branch and bound » et d’autres utilisant la programmation dynamique sont généralement utilisées.

Le modèle MILP proposé n’est pas utilisé pour ordonnancer ou planifier la production. Les quantités de matières premières et de produits finis sont fixes et il n’y a pas de variables de temps. Mais l’optimisation de la dispersion des lots de production peut être utile à la fois aux niveaux tactique et stratégique.

Sur le plan tactique, le modèle peut être utilisé suite à un calcul de besoins nets. Avec des lots de matières premières et de produits finis donnés, notre modèle peut calculer la meilleure façon de constituer des lots

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Chapitre 7 : Optimisation de la dispersion des lots de fabrication

Clément Dupuy 106 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

de composants avec une dispersion minimum. L’ensemble des données peut ainsi représenter un jour ou une semaine de production.

Le modèle peut également être utilisé à un niveau stratégique. Des nouvelles recettes de produits finis peuvent être testées pour évaluer l’impact de la recette sur la dispersion donc sur la traçabilité. Il devient alors plus facile de déterminer si une nouvelle recette implique une dispersion de lots faible ou élevée. Par exemple, dans le cas de la production de saucisson, le modèle MILP a montré qu’il était préférable de concentrer les lots de composants achetés sur quelques lots de produits finis. Les nouvelles nomenclatures de désassemblage peuvent également être évaluées.

7.6 Conclusion et perspectives

Comme nous l’avons montré, le principal intérêt de la traçabilité est de pouvoir gérer une situation de crise. Les entreprises de l’agroalimentaire souhaitent réduire le coût des rappels aussi bien en terme de coût des produits qu’en terme d’impact médiatique. Une façon de réduire ce coût est de réduire les tailles de lots et le mélange des lots pour réduire la taille des rappels. Dans le cas particulier d’une nomenclature à trois niveaux, il devient plus complexe de réduire la dispersion des lots. Ce cas particulier a été rencontré dans le processus de fabrication du saucisson. Nous avons proposé un modèle mathématique pour réduire la dispersion des lots. Cependant un tel modèle est trop complexe pour être utilisé quotidiennement dans l’industrie. Cependant, il peut être utilisé avec des modèles simplifiés. C’est également une base pour comparer les performances de futures heuristiques.

Ce travail a fait l’objet d’une publication dans un numéro spécial « recherche opérationnelle » de la revue internationale Journal of Food Engineering (actuellement en presse) [Dupuy et al., 2004]. La présentation du modèle mathématique a également été faite lors de la conférence internationale ECCO XV à Lugano [Dupuy et al., 2002a].

De nouvelles perspectives sont ouvertes : ⎯ Comme nous l’avons déjà dit, la méthode de résolution que nous

proposons est limitée car dès que le nombre de données augmente, elle devient inutilisable. Une direction possible pour de futures recherches serait de développer des heuristiques qui pourraient résoudre le problème dans des temps raisonnables. Ainsi, le cas industriel de la production de saucissons pourrait être traité sans avoir à réduire le nombre de variables.

⎯ Le cas étudié est caractérisé par une nomenclature à trois niveaux (matières premières, composants et produits finis). Le modèle de

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Chapitre 7 : Optimisation de la dispersion des lots de fabrication

Clément Dupuy 107 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

dispersion pourrait être complété par un quatrième niveau si l’on considérait le processus de conditionnement. Un lot de produits donné peut être conditionné de nombreuses façons différentes. De plus, un produit conditionné peut éventuellement être composé de plusieurs lots de produits comme par exemple un « box » composé par des produits de différentes saveurs. Nous pouvons nous demander si les résultats d’un modèle à 4 niveaux seraient très différents d’un modèle à trois niveaux.

⎯ Le MILP que nous proposons cherche à minimiser la dispersion des lots car notre but est de minimiser la taille de rappel des lots en cas de crise. Les quantités des lots de matières premières et de produits finis pourraient ainsi intervenir dans la fonction objectif pour pondérer les dispersions ascendantes et descendantes. Cela constituerait une autre perspective intéressante.

Page 107: Analyse et conception d'outils pour la traçabilité de ...

Chapitre 7 : Optimisation de la dispersion des lots de fabrication

Clément Dupuy 108 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

Données BoMRC(a,b) : quantité de composant b donné par une unité de

matière première a : nomenclature de désassemblage. BoMCF(b,c) : quantité de composant b utilisé dans le produit fini

c : nomenclature d’assemblage. TRM(i) type du lot de matière première i

TFP(k) type du lot de produit fini k

QRM(i) quantité du lot de matière première i.

QFP(k) quantité du lot de produit fini k.

TCOMP(j) Type du lot de composant j C_B_SIZE Taille de lot de composant maximum. M Nombre de lots de matières premières N Nombre de lots de composants P Nombre de lots de produits finis Q Nombre de lots de composants S Nombre de différents types de composants Vhv « Very high value »: valeur très grande

Variables Y(i,k) variable égale à 1 si le lot de matières premières i est

utilisé dans le lot de produits finis k et égale à 0 sinon. xBF(l,k) variable binaire égale à 1 si le lot de composants

achetés l est utilisé dans le lot de produits finis k et égale à 0 sinon. xRC(i,j) variable binaire égale à 1 si le lot de matières

premières i est utilisé dans le lot de composants j et égale à 0 sinon. xCF(j,k) variable binaire égale à 1 si le lot de composants j est

utilisé dans le lot de produits finis k et égale à 0 sinon. QRC(i,j) quantité du lot de matières premières i utilisée dans le

lot de composants j. QBF(l,k) quantité du lot de composants achetés l utilisée dans le

lot de produit fini k. QCF(j,k) quantité du lot de composants j utilisé dans le lot de

produits finis k QCOMP(j) quantité du lot de composant j.

Table 1 : désignation données et variables

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Chapitre 7 : Optimisation de la dispersion des lots de fabrication

Clément Dupuy 109 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

Minimize ),(),(

1 1 1 1

klxkiYZM

i

P

k

Q

l

P

kBF∑∑ ∑∑

= = = =

+= (1)

∑==

=×N

bjTjRCRMRMRC

COMP

jiQiQbiTBoM)(1

),()()),(( (2)

SbMi ...1,...1 =∀=∀

∑∑====

+=×Q

blTlBF

N

bjTjCFFPFPCF

BCOMPCOMP

klQkjQkQkTbBoM)(1)(1

),(),()())(,( (3)

SbPk ...1,...1 =∀=∀

∑=

=M

iRCCOMP jiQjQ

1),()( Nj ...1=∀ (4)

∑ ∑= =

+=N

j

Q

lBFCFFP klQkjQkQ

1 1),(),()(

Pk ...1=∀ (5)

∑=

=P

kCOMPCF jQkjQ

1

)(),( Nj ...1=∀ (6)

∑=

=N

jRMRC iQjiQ

1)(),(

Mi ...1=∀ (7)

VhvjixjiQjiQjix

RCRC

RCRC

×≤≤

),(),(),(),(

NjMi ...1,...1 =∀=∀ (8)

VhvkjxkjQkjQkjx

CFCF

CFCF

×≤≤

),(),(),(),(

NjPk ...1,...1 =∀=∀ (9)

VhvklxklQklQklx

BFBF

BFBF

×≤≤

),(),(),(),(

PkQl ...1,...1 =∀=∀ (10)

1),(),(),( +≤+ kiYkjxjix CFRC (11) ∀ i=1…M, ∀ j=1…N, ∀ k=1…P

Table 2 : modèle mathématique

Page 109: Analyse et conception d'outils pour la traçabilité de ...

Chapitre 8 : Conclusion générale

Clément Dupuy 110 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

Chapitre 8 Conclusion générale

Dans ce mémoire, nous nous sommes consacrés à l’étude de l’optimisation de la traçabilité des produits dans l’industrie agro-alimentaire. Après avoir souligné l’évolution du besoin des entreprises de ce secteur pour des systèmes de traçabilité plus précis, rapides et fiables, nous nous sommes attachés à proposer des modèles et des méthodes pour les aider à répondre à ces besoins. L’ensemble de nos travaux a été validé par leur application au sein d’une entreprise agro-alimentaire : le groupe Aoste.

Dans une première partie (Chapitre 2), nous avons présenté le contexte industriel dans lequel se sont déroulés nos travaux et la problématique de recherche que nous en avons tiré. Le projet SPRING 3000, au sein du groupe Aoste, a eu pour objet de définir et d’implanter un système informatique de gestion de production avec comme principal objectif de suivre la traçabilité des lots de production. A partir de notre expérience sur ce projet, nous avons identifié une demande plus globale de l’ensemble de l’industrie agro-alimentaire : le besoin d’outils d’aide à l'analyse, la conception et l’optimisation de systèmes de gestion de la traçabilité.

Dans la partie suivante (Chapitre 3) nous avons proposé un état de l’art sur la traçabilité dans l’industrie agro-alimentaire. Même si la traçabilité n’est devenue un sujet central pour les entreprises de l’agro-alimentaire que récemment, de nombreux travaux existent déjà sur les définitions et les applications de la traçabilité, sur les intérêts d’un système de traçabilité performant et sur l’attitude des consommateurs vis à vis des produits alimentaires.

Le Chapitre 4 a été consacré à un état des lieux des systèmes de gestion de la traçabilité existants aujourd’hui. Nous avons cherché à identifier les différents niveaux de gestion de la traçabilité (atelier, entreprise et chaîne logistique) et à décrire les systèmes de gestion qui leur correspondent (MES, ERP et outils Internet).

Pour répondre au besoin identifié dans la première partie et confirmé par l’état de l’art et l’état des lieux, nous avons proposé des méthodes et des outils de modélisation (Chapitre 5). Nous avons d'abord présenté une méthode d’optimisation de la traçabilité du flux des lots de production par la diminution de la dispersion. Nous avons ensuite proposé

Page 110: Analyse et conception d'outils pour la traçabilité de ...

Chapitre 8 : Conclusion générale

Clément Dupuy 111 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

une modélisation par « briques génériques » des processus d’acquisition des données pour optimiser la chaîne logistique. Nous complétons cette approche « chaîne logistique » par l’introduction d’indicateurs de performance utilisés pour évaluer, comparer et améliorer les systèmes de gestion de traçabilité.

Le Chapitre 6 a été consacré à la description de l’application des modèles présentés dans le chapitre 5 dans le cadre du projet SPRING 3000 au sein du groupe Aoste.

Dans la dernière partie (Chapitre 7), nous abordons un cas particulier d’optimisation de la dispersion des lots de production. Ce cas particulier du processus de fabrication avec une nomenclature de désassemblage et une nomenclature d’assemblage a été rencontré dans le groupe Aoste avec la découpe de viande et le mélange des parures dans des recettes de saucisson. Il implique une optimisation non triviale pour la minimisation de la dispersion des lots. Nous proposons donc un modèle mathématique MILP pour minimiser la dispersion des lots dans ce cas particulier. Ce modèle peut s’appliquer dans le cadre de la méthode d’optimisation de la traçabilité du flux matière par minimisation de la dispersion (Chapitre 5).

Plusieurs perspectives peuvent être identifiées suite aux travaux

que nous présentons dans ce mémoire. Les deux méthodes de modélisation du Chapitre 5 pourraient être

complétées par des outils adaptés. Par exemple, la méthode d’optimisation de la dispersion du flux interne pourrait s’insérer dans un outil de modélisation spécifique identifiant le chemin critique. En combinant les deux méthodes de modélisation, un « guide » de modélisation de la traçabilité dans les chaînes logistiques pourrait alors être proposé.

Dans le Chapitre 7, nous proposons un modèle mathématique pour optimiser un problème particulier de minimisation de la dispersion. Cependant, d’autres problèmes de dispersion peuvent être rencontrés dans l’industrie. Il serait intéressant non seulement de répertorier les problèmes existants mais aussi d’y répondre par des modèles adaptés. De plus, comme nous l’avons vu, le modèle mathématique présenté est trop complexe pour être résolu tel quel en un temps raisonnable. Il serait donc intéressant de développer des méthodes heuristiques correspondantes.

Au niveau de la mise en place du système de gestion de la traçabilité au sein du groupe Aoste, quatre sites de production sont aujourd’hui équipés de postes d’acquisition de données (en atelier) et d’un système de gestion des données de type ERP (module gestion de production). L’extension du système actuel aux autres sites de production va donc suivre (2 sites de saucisson puis les sites de l’activité « cuit »). Une extension fonctionnelle vers le contrôle de gestion est également envisagée. Par la suite il serait également intéressant d’engager une réflexion sur la « filière porc » pour avoir une traçabilité cohérente sur toute la chaîne logistique. La mise en œuvre d’un outil Internet partagé, interfacé avec le système de traçabilité actuel semblerait une suite logique.

Page 111: Analyse et conception d'outils pour la traçabilité de ...

Chapitre 9 : Bibliographie

Clément Dupuy 112 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

Chapitre 9 Bibliographie

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Chapitre 9 : Bibliographie

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Annexe A

Clément Dupuy 118 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

Annexe A : Glossaire et présentation du groupe Aoste

Nous proposons dans cette annexe un glossaire des termes spécifiques au groupe Aoste et la reprise des paragraphes présentant la chaîne logistique et les processus de fabrication du groupe Aoste.

Glossaire des termes employés

Balancelle : Support sur lequel sont suspendus les saucissons pour l’étuvage et le séchage. Bardière : (ou lard gras) couverture dorsale du porc (ou barde). Cadre : Support dans le quel sont reçues certaines viandes (congelées en particulier). Coche : truie ayant déjà mis bas. La viande de coche entre dans la composition du saucisson. ½ coche : coche coupée en 2 dans le sens de la longueur, une des matières premières de l’atelier de découpe. Découpe : phase dans laquelle la viande brute (épaule brute, jambon brut, ½ coche, …) et parée (= phase de désosse ; = phase de parage). Démoulage : suite à la congélation des viandes, celles si changent de support pour tenir moins de place : cette opération est le démoulage. Désossage (ou désosse) : voir découpe Embossage : phase où la mêlée (=pâte) est mise sous boyaux. Etuvage : phase de maturation / dessiccation durant de un à trois jour entre l’embossage et la sèche. Epaule 4D : Epaule de porc dégraissé, désossé, découenné, sans jarret Hachage : phase dans laquelle les viandes sont « cutterisées », mélangées hachées et assaisonnées. Mêlée : Viande hachée et assaisonnée (= pâte) Pâte : Viande hachée et assaisonnée (= mêlée) Poitrine : partie basse du tronc du porc. Tranchage : phase de tranchage des saucissons pour obtenir des barquettes de saucisson prétranché (en général dans le rayon libre service des supermarchés).

Page 118: Analyse et conception d'outils pour la traçabilité de ...

Annexe A

Clément Dupuy 119 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

Les activités du groupe Aoste

Le groupe Aoste appartient au groupe international Sara Lee. Il produit et distribue des produits de charcuterie à travers 5 grandes activités :

L’activité SEC produit et commercialise des produits comme des saucissons, des saucisses, du chorizo,… Elle regroupe 5 sites de production dans la région lyonnaise sur 5 réseaux commerciaux correspondant à des marques (Justin Bridou, Cochonou, Calixte, Aoste, ...)

L’activité jambon cru produit et commercialise des jambons crus. Elle regroupe 5 réseaux commerciaux dont le plus important est Aoste France et un site de production au village d’Aoste (38). Le groupe Aoste possède également deux sites en Italie.

L’activité jambon cuit sur 2 sites de production regroupe tout le processus de fabrication de la découpe au conditionnement en passant par la cuisson.

L’activité tranchage, située sur 2 sites, tranche et conditionne les produits fabriqués dans le groupe (saucisson et jambons prétranchés).

L’activité tradi regroupe 2 réseaux commerciaux sur 2 sites. Ce pôle commercialise des produits et des plats cuisinés pour les charcuteries : c’est une activité de négoce.

Nos travaux se sont particulièrement concentrés sur le processus de fabrication de l’activité SEC, de la découpe viande à l’expédition. Elle concerne donc les usines de l’activité « sec » et la découpe de la viande, située sur le site d’Aoste.

Les sites de production de l’activité saucisson SEC

Lieu : Maclas (42) Marque principale : Justin Bridou

Lieu : St Symphorien sur Coise (69) Marque principale : Cochonou Lieu : Vernoux (07) Marque principale : Calixte Lieu : Yssingeaux (43) Marque principale : / Lieu : Aoste (38) Marque principale : Aoste Autres activités : découpe de viande, jambon sec, tranchage Lieu : Peyrolles en Provence (13) Marque principale : Noix fine Autres activités : découpe de viande, jambon cuit, saucisserie

Page 119: Analyse et conception d'outils pour la traçabilité de ...

Annexe A

Clément Dupuy 120 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

Chaîne logistique et processus de fabrication du saucisson sec

Découpe de la viande Les porcs sont élevés en France (principalement en Bretagne) ou à

l’étranger (Angleterre, Espagne, Belgique, ...). Ils sont tués dans des abattoirs agréés généralement proches du lieu d’élevage. Ils sont alors découpés en grands quartiers (bardière, demi coche, épaule de porc, jambon de porc, ...) par les abattoirs eux-mêmes ou par des sociétés extérieures. C’est ainsi que la viande entre dans le processus de production du groupe Aoste. Une seconde découpe, plus fine, est alors effectuée. On obtient ainsi plus d’une centaine de références de morceaux de viandes différents. Certaines références comme le filet mignon ou certaines parures ne sont pas utilisées dans le processus de fabrication du saucisson : elles sont vendues à des sociétés extérieures au groupe. Les articles utilisés par le processus de fabrication du saucisson sont envoyés sur les différents sites. En cas de surplus, la congélation et le stockage dans des sociétés extérieures spécialisées sont utilisés.

Chaîne logistique de l’activité « saucisson sec » du groupe Aoste

Éleveurs

Abattoirs

Découpeurs

Découpe viandeAoste (1 site)

Sociétésext decongélation (2 sites)

Sites deproduction (6 sites)

Tranchage (2 sites)

Plates-Formes de distribution Supermarchés

Fournisseurs extérieurs

Clientsextérieurs

Groupe Aoste

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Annexe A

Clément Dupuy 121 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

Découpe de viande et mélange des lots dans la fabrication du saucisson

Fabrication du saucisson sec Les sites de production de saucisson reçoivent non seulement des

viandes de la découpe mais aussi des viandes découpées de fournisseurs extérieurs. Ils reçoivent également d’autres produits tels que les ingrédients (épices, noisettes, ...), les boyaux et les éléments de conditionnement (film, cartons, …). La production de saucisson est faite à travers 4 grandes étapes : le hachage (hachage et mélange des viandes avec les condiments), l’embossage (mise sous boyaux de la mêlée obtenue au hachage), l’étuvage et le séchage (de 1 à 4 semaines suivant la taille des produits) puis le conditionnement.

Etapes de la production du saucisson SEC

Une fois la production des saucissons achevée, ceux-ci sont parfois envoyés sur des sites de tranchage pour obtenir des produits prétranchés. La plupart du temps, une fois conditionnés, les saucissons sont envoyés directement sur les plateformes de distribution puis distribués sur les supermarchés.

JambonEpaule½ Coche Bardière

Jambon4D

TrimmingGras 2 BardièrePoitrine Epaule 4D

Saucisson 1

Viandes

Viande désossée et parures

Désossage

Hachage +Embossage

Saucissons

Saucisson 4Saucisson 3Saucisson 2

Parured’épaule

Parure de jambon

Découpeviande

Préparationmêlée- Hachage -

Mise sousboyaux-Embossage-

ÉtuvageSéchage

Conditionnement

Viande Saucisson

Page 121: Analyse et conception d'outils pour la traçabilité de ...

Annexe B

Clément Dupuy 122 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

Annexe B : Exemple de résolution du problème de dispersion des lots L’annexe suivante présente un exemple avec 4 lots de matières premières, 6 lots de composants, 4 lots de produits finis et 2 lots de composants achetés. Données : Nom, type et quantité des lots de matières premières

Nom MP1 MP2 MP3 MP4 Type T_MP1 T_MP1 T_MP2 T_MP2

Quantité 1000 1200 1000 1200

Nom et type des lots de composants : Nom COMP1 COMP2 COMP3 COMP4 COMP5 COMP6Type T_C1 T_C1 T_C1 T_C2 T_C2 T_C2

Nom quantité et type des lots de composants achetés : Nom 1 2 Quantité 10000 10000 Type T_C1 T_C2

Nom, type et quantité des lots de produits finis : Nom REC1 REC2 REC3 REC4 Type T_REC1 T_REC1 T_REC2 T_REC2Quantité 2000 2000 2000 2000

4 Lots de matières premières2 Types de matières premières

6 Lots de composants2 Lots de composants achetés2 Types de composants

4 Lots de produits finis2 Types de produits finis

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Annexe B

Clément Dupuy 123 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

Nomenclature de découpe : T_C1 T_C2 T_MP1 0,6 0,4 T_MP2 0,45 0,55

Nomenclature d’assemblage : T_REC1 T_REC2 T_COMP1 0,5 0,7 T_COMP2 0,5 0,3

Résultats : Les résultats obtenus sont les suivants : Objectif optimal global : 16 (dispersion totale) Temps de calcul : 5h 59min

Variable Value Reduced Cost N 1000000. 0.000000 MAX_QCOMP 1000.000 0.000000 T_MP( MP1) 1.000000 0.000000 T_MP( MP2) 1.000000 0.000000 T_MP( MP3) 2.000000 0.000000 T_MP( MP4) 2.000000 0.000000 MAT( MP1) 1000.000 0.000000 MAT( MP2) 1200.000 0.000000 MAT( MP3) 1000.000 0.000000 MAT( MP4) 1200.000 0.000000 MAXD( MP1) 0.000000 0.000000 MAXD( MP2) 0.000000 0.000000 MAXD( MP3) 0.000000 0.000000 MAXD( MP4) 0.000000 0.000000 T_COMP( COMP1) 1.000000 0.000000 T_COMP( COMP2) 1.000000 0.000000 T_COMP( COMP3) 1.000000 0.000000 T_COMP( COMP4) 2.000000 0.000000 T_COMP( COMP5) 2.000000 0.000000 T_COMP( COMP6) 2.000000 0.000000

Dispersion ascendante : 2 2 2 2

2 2 2 2Dispersion descendante :

Dispersion totale : 16

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Annexe B

Clément Dupuy 124 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

Q_COMP( COMP1) 310.0000 0.000000 Q_COMP( COMP2) 1000.000 0.000000 Q_COMP( COMP3) 1000.000 0.000000 Q_COMP( COMP4) 90.00000 0.000000 Q_COMP( COMP5) 1000.000 0.000000 Q_COMP( COMP6) 1000.000 0.000000 T_REC( REC1) 1.000000 0.000000 T_REC( REC2) 1.000000 0.000000 T_REC( REC3) 2.000000 0.000000 T_REC( REC4) 2.000000 0.000000 Q_REC( REC1) 2000.000 0.000000 Q_REC( REC2) 2000.000 0.000000 Q_REC( REC3) 2000.000 0.000000 Q_REC( REC4) 2000.000 0.000000 MAXA( REC1) 0.000000 0.000000 MAXA( REC2) 0.000000 0.000000 MAXA( REC3) 0.000000 0.000000 MAXA( REC4) 0.000000 0.000000 T_COMPA( 1) 1.000000 0.000000 T_COMPA( 2) 2.000000 0.000000 Q_COMPA( 1) 1000000. 0.000000 Q_COMPA( 2) 1000000. 0.000000 QCM( MP1, COMP1) 310.0000 0.000000 QCM( MP1, COMP2) 0.000000 0.000000 QCM( MP1, COMP3) 290.0000 0.000000 QCM( MP1, COMP4) 90.00000 0.000000 QCM( MP1, COMP5) 310.0000 0.000000 QCM( MP1, COMP6) 0.000000 0.000000 QCM( MP2, COMP1) 0.000000 0.000000 QCM( MP2, COMP2) 720.0000 0.000000 QCM( MP2, COMP3) 0.000000 0.000000 QCM( MP2, COMP4) 0.000000 0.000000 QCM( MP2, COMP5) 0.000000 0.000000 QCM( MP2, COMP6) 480.0000 0.000000 QCM( MP3, COMP1) 0.000000 0.000000 QCM( MP3, COMP2) 280.0000 0.000000 QCM( MP3, COMP3) 170.0000 0.000000 QCM( MP3, COMP4) 0.000000 0.000000 QCM( MP3, COMP5) 30.00000 0.000000 QCM( MP3, COMP6) 520.0000 0.000000 QCM( MP4, COMP1) 0.000000 0.000000 QCM( MP4, COMP2) 0.000000 0.000000 QCM( MP4, COMP3) 540.0000 0.000000 QCM( MP4, COMP4) 0.000000 0.000000 QCM( MP4, COMP5) 660.0000 0.000000 QCM( MP4, COMP6) 0.000000 0.000000 XCM( MP1, COMP1) 1.000000 2.000000 XCM( MP1, COMP2) 0.000000 0.000000 XCM( MP1, COMP3) 1.000000 0.000000 XCM( MP1, COMP4) 1.000000 0.000000 XCM( MP1, COMP5) 1.000000 2.000000 XCM( MP1, COMP6) 0.000000 0.000000 XCM( MP2, COMP1) 0.000000 0.000000 XCM( MP2, COMP2) 1.000000 2.000000 XCM( MP2, COMP3) 0.000000 0.000000 XCM( MP2, COMP4) 0.000000 0.000000 XCM( MP2, COMP5) 0.000000 0.000000 XCM( MP2, COMP6) 1.000000 0.000000 XCM( MP3, COMP1) 0.000000 0.000000 XCM( MP3, COMP2) 1.000000 2.000000 XCM( MP3, COMP3) 1.000000 0.000000 XCM( MP3, COMP4) 0.000000 0.000000 XCM( MP3, COMP5) 1.000000 2.000000 XCM( MP3, COMP6) 1.000000 0.000000 XCM( MP4, COMP1) 0.000000 0.000000 XCM( MP4, COMP2) 0.000000 0.000000 XCM( MP4, COMP3) 1.000000 0.000000 XCM( MP4, COMP4) 0.000000 0.000000 XCM( MP4, COMP5) 1.000000 2.000000 XCM( MP4, COMP6) 0.000000 0.000000 QRC( COMP1, REC1) 0.000000 0.000000 QRC( COMP1, REC2) 0.000000 0.000000 QRC( COMP1, REC3) 0.000000 0.000000 QRC( COMP1, REC4) 310.0000 0.000000 QRC( COMP2, REC1) 1000.000 0.000000 QRC( COMP2, REC2) 0.000000 0.000000 QRC( COMP2, REC3) 0.000000 0.000000 QRC( COMP2, REC4) 0.000000 0.000000 QRC( COMP3, REC1) 0.000000 0.000000 QRC( COMP3, REC2) 1000.000 0.000000 QRC( COMP3, REC3) 0.000000 0.000000 QRC( COMP3, REC4) 0.000000 0.000000 QRC( COMP4, REC1) 0.000000 0.000000 QRC( COMP4, REC2) 0.000000 0.000000 QRC( COMP4, REC3) 0.000000 0.000000 QRC( COMP4, REC4) 90.00000 0.000000 QRC( COMP5, REC1) 0.000000 0.000000 QRC( COMP5, REC2) 1000.000 0.000000 QRC( COMP5, REC3) 0.000000 0.000000

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Annexe B

Clément Dupuy 125 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

QRC( COMP5, REC4) 0.000000 0.000000 QRC( COMP6, REC1) 1000.000 0.000000 QRC( COMP6, REC2) 0.000000 0.000000 QRC( COMP6, REC3) 0.000000 0.000000 QRC( COMP6, REC4) 0.000000 0.000000 XRC( COMP1, REC1) 0.000000 0.000000 XRC( COMP1, REC2) 0.000000 0.000000 XRC( COMP1, REC3) 0.000000 0.000000 XRC( COMP1, REC4) 1.000000 2.000000 XRC( COMP2, REC1) 1.000000 4.000000 XRC( COMP2, REC2) 0.000000 0.000000 XRC( COMP2, REC3) 0.000000 0.000000 XRC( COMP2, REC4) 0.000000 0.000000 XRC( COMP3, REC1) 0.000000 0.000000 XRC( COMP3, REC2) 1.000000 0.000000 XRC( COMP3, REC3) 0.000000 0.000000 XRC( COMP3, REC4) 0.000000 0.000000 XRC( COMP4, REC1) 0.000000 0.000000 XRC( COMP4, REC2) 0.000000 0.000000 XRC( COMP4, REC3) 0.000000 0.000000 XRC( COMP4, REC4) 1.000000 0.000000 XRC( COMP5, REC1) 0.000000 0.000000 XRC( COMP5, REC2) 1.000000 6.000000 XRC( COMP5, REC3) 0.000000 0.000000 XRC( COMP5, REC4) 0.000000 0.000000 XRC( COMP6, REC1) 1.000000 0.000000 XRC( COMP6, REC2) 0.000000 0.000000 XRC( COMP6, REC3) 0.000000 0.000000 XRC( COMP6, REC4) 0.000000 0.000000 Y( MP1, REC1) 0.000000 2.000000 Y( MP1, REC2) 1.000000 0.000000 Y( MP1, REC3) 0.000000 2.000000 Y( MP1, REC4) 1.000000 0.000000 Y( MP2, REC1) 1.000000 0.000000 Y( MP2, REC2) 0.000000 2.000000 Y( MP2, REC3) 0.000000 2.000000 Y( MP2, REC4) 0.000000 2.000000 Y( MP3, REC1) 1.000000 0.000000 Y( MP3, REC2) 1.000000 0.000000 Y( MP3, REC3) 0.000000 2.000000 Y( MP3, REC4) 0.000000 2.000000 Y( MP4, REC1) 0.000000 2.000000 Y( MP4, REC2) 1.000000 0.000000 Y( MP4, REC3) 0.000000 2.000000 Y( MP4, REC4) 0.000000 2.000000 QRCA( 1, REC1) 0.000000 0.000000 QRCA( 1, REC2) 0.000000 0.000000 QRCA( 1, REC3) 1400.000 0.000000 QRCA( 1, REC4) 1090.000 0.000000 QRCA( 2, REC1) 0.000000 0.000000 QRCA( 2, REC2) 0.000000 0.000000 QRCA( 2, REC3) 600.0000 0.000000 QRCA( 2, REC4) 510.0000 0.000000 XBF( 1, REC1) 0.000000 1.000000 XBF( 1, REC2) 0.000000 1.000000 XBF( 1, REC3) 1.000000 1.000000 XBF( 1, REC4) 1.000000 1.000000 XBF( 2, REC1) 0.000000 1.000000 XBF( 2, REC2) 0.000000 1.000000 XBF( 2, REC3) 1.000000 1.000000 XBF( 2, REC4) 1.000000 1.000000 RECETTE_DECOUPE( 1, 1) 0.6000000 0.000000 RECETTE_DECOUPE( 1, 2) 0.4000000 0.000000 RECETTE_DECOUPE( 2, 1) 0.4500000 0.000000 RECETTE_DECOUPE( 2, 2) 0.5500000 0.000000 RECETTE_MELANGE( 1, 1) 0.5000000 0.000000 RECETTE_MELANGE( 1, 2) 0.7000000 0.000000 RECETTE_MELANGE( 2, 1) 0.5000000 0.000000 RECETTE_MELANGE( 2, 2) 0.3000000 0.000000

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Clément Dupuy 126 Thèse en productique / 2004 Institut national des sciences appliquées de Lyon

Résumé

Ces dix dernières années, la traçabilité est devenue une composante

essentielle dans la demande des clients des industries de production, en particulier de l’agro-alimentaire. Celles-ci sont aujourd’hui conscientes de la nécessité de mettre en œuvre des systèmes de traçabilité précis, rapides et fiables. Même si le retour sur investissement est difficile à évaluer, un système de traçabilité est indispensable pour garantir le système qualité, gagner de nouveaux marchés ou survivre en cas de crise agro-alimentaire. Devant ce constat, les industriels ont cependant des difficultés à analyser, concevoir et mettre en œuvre des systèmes cohérents et efficaces qui répondent à la demande de leurs clients.

Dans ce mémoire, nous proposons des méthodes et des outils pour répondre à cette problématique. Nous nous appuyons non seulement sur les travaux déjà existants dans la littérature scientifique mais aussi sur notre expérience dans l’industrie agro-alimentaire. Ce travail a en effet été effectué en collaboration étroite avec le groupe Aoste, producteur de charcuterie, dans le cadre d’un projet de mise en place d’un système informatique de gestion intégrée avec comme objectif principal l’optimisation de la traçabilité.

Dans un premier temps, nous proposons un état de l’art et un état des lieux sur la traçabilité dans l’industrie agro-alimentaire et sur les outils mis en œuvre pour obtenir cette traçabilité. Nous répondons ensuite à la problématique en proposant des modélisations non seulement du flux matière et de son suivi mais aussi du processus d’enregistrement de la traçabilité. Enfin, nous présentons un modèle mathématique pour optimiser la traçabilité dans un cas précis : les nomenclatures à trois niveaux avec assemblage et désassemblage.

Mots clés : Traçabilité, agro-alimentaire, modélisation, optimisation, systèmes de gestion intégrée, dispersion des lots de production