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Qu’EST CE QU’UNE CHaINE DE COTES?

Les fabricants de produits utilisent un flux organisé d'information pour traduire les exigences clients en exigences du produit. Ce processus pour les besoins mécaniques est résumé dans le logigramme ci-dessous :

Les chaînes de cotes sont indispensables pour adresser les problèmes d’ajustement mécanique et pour répondre aux exigences de performance mécanique. Réaliser un ajustement mécanique revient tout simplement à répondre à la question: «Les pièces qui composent cet assemblage vont-elles toujours se monter ensemble? ». Les exigences de performance mécanique comprennent la performance des mécanismes (ex : interrupteurs, verrous, actionneurs, etc.) mais aussi des alignements optiques ou l’optimisation du rendement d’un moteur.
Alors qu'est-ce qu'une chaîne de cotes?

Un calcul de chaîne de cotes représente l'effet cumulatif des tolérances d’une pièce par rapport à une exigence de montage. L'idée « d’empiler » des tolérances correspond à ajouter des tolérances entre elles pour trouver la tolérance globale d’une pièce. En comparant ensuite cela à l'écart disponible ou aux limites de performance, on peut voir si le système fonctionne correctement. Cette comparaison simple est également appelée analyse au pire cas. Une analyse au pire cas est appropriée dans certains cas, par exemple lorsqu’une défaillance représenterait une catastrophe pour une entreprise. Elle est également utile et appropriée pour répondre à des problèmes impliquant un faible nombre de pièces, faible signifiant trois ou quatre pièces. Une analyse au pire cas est le plus souvent linéaire, c'est à dire 1D. Si l'analyse comporte des dimensions de pièces qui ne sont pas parallèles à l'ensemble des mesures étudiées, l'approche doit être modifiée puisque la variation 2D, tels que les angles, ou toute variation qui n'est pas parallèle à la direction 1D, n'affecte pas l'ensemble des mesures avec un rapport de 1 pour 1.

De nombreuses entreprises utilisent une méthode statistique pour leurs analyses de tolérance. Une approche simple utilise la somme des carrés des résidus (RSS, Racine-Sum-Squared). Au lieu d’ajouter les tolérances, comme dans une analyse au pire cas, une analyse statistique somme les distributions des dimensions. Il est important de comprendre que les valeurs d’entrées pour une analyse au pire cas sont les tolérances de conception, alors que pour une analyse statistique ceux sont des distributions relatives aux processus (écart-type par exemple). Une analyse au pire cas peut être utilisée pour valider une conception. L'analyse statistique permet de prédire la variation réelle d'un ensemble en tenant compte de la variation des dimensions des pièces. La comparaison de l'écart-type de l’assemblage avec les valeurs extrêmes des tolérances permet de calculer des indicateurs de qualité tels que sigma, rendement, PPM, etc. Cette approche nécessite des distributions normales avec toutes les pièces au même niveau de qualité, soit + / - 3s.

Étant donné les limites de cette méthode de la somme des carrés des résidus, d'autres méthodes de calculs de variations d‘assemblage ont été développées. Parmi celles-ci, c’est la Méthode des Moments Système qui est utilisée dans le logiciel  CETOL 6σ . Cette méthode élimine les limitations mentionnées ci-dessus. Les analyses de tous types, 1D, 2D, et 3D, peuvent être créées sans aucune restriction concernant le type de distribution ou le niveau de qualité. Les entreprises peuvent désormais parfaitement analyser les variations de leurs systèmes.

Une analyse de tolérance statistique permet d’identifier les caractéristiques critiques, nécessitant d’être suivies afin de garantir un produit conforme aux attentes du client. Le processus de développement produit doit ensuite être orienté vers la définition et la validation de procédés de  fabrication et d'assemblage capables d'atteindre des niveaux de productibilité élevés. Des objectifs de Cpk = 1,67 pour les fonctions clés et Cp = 1,33 pour les autres caractéristiques sont des valeurs communément utilisées. La perspicacité d'une analyse statistique permet aux ingénieurs d'assigner les tolérances de façon stratégique. Les caractéristiques critiques nécessiteront des tolérances serrées alors que celles-ci pourront être élargies pour les dimensions moins importantes. Ces décisions, assurent non seulement la qualité et la performance d’un produit, mais aussi la « fabricabilité » au juste prix. L'impact sur le processus de développement de produits peut être énorme.

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