MSP / SPC (cartes de contrôle)

Principe

Une carte de contrôle trace une caractéristique dans le temps (moyenne et étendue de petits échantillons : carte X̄-R) avec des limites de contrôle calculées à ±3 écarts-types du processus. Un point hors limites ou une tendance (7 points du même côté, par exemple) signale une cause spéciale à rechercher. Les limites de contrôle viennent du processus, pas des tolérances.

Comprendre pas à pas

1. La situation

Un diamètre d'alésage de 20,012 mm est usiné en série. L'opérateur règle la machine dès qu'une mesure s'écarte un peu de la cible, et les cotes « dansent » de plus en plus. Question : quand faut-il vraiment intervenir ?

2. La collecte des mesures

Toutes les heures, on mesure 5 pièces consécutives (un « sous-groupe ») et on note leur moyenne et leur étendue (plus grande − plus petite valeur). Les 4 premiers sous-groupes :

Sous-groupe	Mesures (mm)	Moyenne	Étendue
1	20,010 – 20,015 – 20,011 – 20,014 – 20,012	20,0124	0,005
2	20,013 – 20,009 – 20,012 – 20,016 – 20,011	20,0122	0,007
3	20,011 – 20,014 – 20,010 – 20,012 – 20,013	20,0120	0,004
4	20,015 – 20,012 – 20,009 – 20,013 – 20,011	20,0120	0,006

3. L'idée

Tout processus varie un peu de façon naturelle (causes communes). Une carte de contrôle trace des limites qui encadrent cette variation normale : tant que les points restent dedans et sans motif particulier, on ne touche à rien. Un point dehors, ou une série anormale, signale une cause spéciale (outil usé, nouvelle matière) à rechercher.

Limites de contrôle

Calculées à partir du processus lui-même (moyenne ± A2 × étendue moyenne), et non à partir des tolérances.

Règles d'alerte

Un point hors limites, ou 7 points consécutifs du même côté de la moyenne : il se passe quelque chose.

Sur-réglage

Régler à chaque petit écart ajoute de la variation au lieu d'en enlever.

Limites = moyenne des moyennes ± 0,577 × étendue moyenne (pour des sous-groupes de 5)

4. Le calcul déroulé

Phase de référence. Sur 20 à 25 sous-groupes : moyenne des moyennes = 20,0122 ; étendue moyenne = 0,0055.

Limites. 20,0122 ± 0,577 × 0,0055 = 20,0122 ± 0,0032, soit 20,0090 à 20,0154.

Surveillance. On reporte chaque nouvelle moyenne. Au sous-groupe 16, sept moyennes de suite sont au-dessus de 20,0122 : l'outil d'alésage s'use. On le change avant de produire hors tolérance.

Résultat. L'opérateur ne règle plus « au feeling » : la dispersion diminue de 30 % et les changements d'outil sont anticipés.

5. Les bonnes pratiques

Une caractéristique critique

Inutile de tout suivre : choisissez les cotes qui comptent pour le client.

Noter les causes

Chaque alerte est annotée sur la carte avec la cause trouvée et l'action.

Recalculer après un changement

Nouvel outil, nouvelle machine : nouvelles limites.

6. À vous de jouer : provoquez une dérive

Introduisez une dérive à partir d'un sous-groupe donné et regardez si la carte la détecte (points entourés). Avec une dérive faible, c'est souvent la règle des 7 points qui alerte en premier.

7. Ce qu'il faut retenir

• Les limites de contrôle viennent du processus, pas des tolérances.
• On n'intervient que sur un signal (point dehors, série anormale).
• Régler à chaque petit écart augmente la variation.

Mise en œuvre

Acteurs

Qualité, opérateurs qui mesurent, méthodes

Durée

20 à 25 sous-groupes pour calculer les limites, puis surveillance continue

Livrables

Carte de contrôle (modèle LibreOffice), règles de pilotage, journal des causes spéciales

1. Choisir la caractéristiqueUne caractéristique critique pour le client, mesurable, avec un moyen de mesure validé (MSA).
2. Définir l'échantillonnageSous-groupes de 3 à 5 pièces consécutives, prélevés à intervalle régulier (toutes les heures, à chaque lot).
3. Calculer les limitesSur 20 à 25 sous-groupes : moyenne des moyennes, étendue moyenne, limites = moyenne ± A2 × étendue moyenne (A2 = 0,577 pour 5 pièces). Ces limites décrivent le processus, pas les tolérances.
4. Former les opérateurs aux règlesPoint hors limites, 7 points consécutifs du même côté, 6 points en tendance : réagir. Sinon, ne pas toucher au réglage (éviter le sur-réglage).
5. Réagir aux causes spécialesChaque alerte est notée sur la carte avec la cause trouvée et l'action ; les causes récurrentes sont traitées en résolution de problème.
6. Recalculer quand le processus changeAprès une amélioration ou un changement de moyen, recalculez les limites.

Exemple d'application

Points de vigilance

• Confondre limites de contrôle et tolérances
• Régler la machine à chaque point (sur-réglage)