Le contrôle statistique des processus (SPC) dans Excel : peut-on encore utiliser Excel pour le contrôle statistique des processus ?

Excel est l’un des outils les plus utilisés dans le domaine de la qualité en fabrication. Il est familier, flexible, peu coûteux et capable d’effectuer bon nombre des calculs requis pour le contrôle statistique des processus (SPC). Vous pouvez créer des cartes de contrôle, calculer le Cpk, analyser la variation et générer des rapports avec Excel. Alors, pourquoi un fabricant aurait-il besoin d’un logiciel dédié au SPC ? La réponse n’est pas que le SPC ne puisse pas être mis en œuvre dans Excel. C’est tout à fait possible.

La véritable question est la suivante : Excel est-il en mesure de fournir un système de contrôle statistique de la production (SPC) fiable, évolutif et fonctionnant en temps réel à mesure que votre activité de production se développe ?

Pour un petit nombre de processus et de mesures, Excel peut tout à fait suffire. Cependant, à mesure que les fabricants ajoutent des machines, des opérateurs, des caractéristiques, des appareils de mesure, des sites de production et des exigences de traçabilité, la gestion du SPC à l’aide de tableurs peut s’avérer de plus en plus difficile.

Cet article explique dans quels cas Excel est efficace, à partir de quand il commence à poser des problèmes et à quel moment un logiciel dédié au contrôle statistique des processus (SPC) constitue une meilleure option.

Peut-on réaliser une analyse SPC dans Excel ?

Oui. Excel permet d’effectuer de nombreuses tâches fondamentales liées au contrôle statistique de la production (SPC), notamment :

Pour s’initier au contrôle statistique de la production (SPC), analyser un petit ensemble de données ou étudier un processus spécifique, Excel peut constituer un excellent outil. Le problème survient lorsque Excel passe du statut d’outil d’analyse à celui de système SPC principal en production. Il s’agit là d’une exigence tout à fait différente. Un système SPC de production doit faire bien plus que simplement calculer des statistiques.

Il doit collecter des données de manière fiable, mettre rapidement les informations à disposition, alerter les utilisateurs en cas de modification des processus, assurer la traçabilité, gérer les utilisateurs, conserver l’historique des données et s’interfacer avec les systèmes et équipements utilisés dans l’usine. C’est là qu’un logiciel SPC dédié peut offrir un avantage considérable.

Excel ou logiciel dédié au contrôle statistique de la production (SPC) ?

Le moyen le plus simple de comprendre la différence consiste à comparer la fonction de chacun.

Il convient de toujours vérifier auprès de l’éditeur du logiciel que celui-ci offre les fonctionnalités de conformité spécifiques requises par votre secteur d’activité. Il est important de noter qu’Excel et les logiciels de contrôle statistique (SPC) ne sont pas nécessairement des outils statistiques concurrents. Il s’agit d’approches différentes de la gestion des données et des processus de fabrication.

Les domaines dans lesquels Excel est particulièrement adapté au contrôle statistique de la production (SPC)

Avant d’aborder ses limites, il est important de reconnaître dans quels cas l’utilisation d’Excel est pertinente.

1. Apprentissage du SPC

Si votre équipe apprend à maîtriser le fonctionnement des cartes de contrôle, de la capacité de processus et de la variation, Excel constitue un environnement utile pour mener des expérimentations. Les ingénieurs peuvent saisir des données, modifier les hypothèses, créer des graphiques et observer l’évolution du comportement statistique.

2. Analyse à petite échelle

Si vous disposez d’un petit ensemble de données issues d’un seul processus, Excel peut vous fournir tout ce dont vous avez besoin pour effectuer une analyse. Par exemple, un ingénieur chargé d’étudier la capacité d’un processus d’usinage n’aura peut-être pas besoin d’une plateforme SPC dédiée pour calculer le Cpk à partir de quelques centaines de mesures.

3. Enquêtes ponctuelles

Excel peut également s’avérer utile pour des analyses ponctuelles. Vous pourriez souhaiter examiner : un problème de qualité, un changement de processus, un problème lié à un fournisseur, un lot de production particulier ou certaines données de mesure historiques. Excel offre une grande souplesse pour ce type de travail.

4. Prototypage

Avant de mettre en place un processus SPC formel, les équipes peuvent utiliser Excel pour déterminer de quelles données elles ont besoin et quelles caractéristiques sont importantes. En d’autres termes : Excel peut constituer un excellent point de départ. Le défi consiste à savoir à quel moment cet outil ne suffit plus.

À partir de quand Excel cesse-t-il d’être un outil pratique pour le contrôle statistique des processus (SPC) ?

Il n’existe pas de nombre universel de mesures ou de machines à partir duquel Excel cesse soudainement de fonctionner. Ce phénomène survient généralement lorsque le processus lié à la feuille de calcul devient plus complexe que la feuille de calcul elle-même.

Voici quelques signes avant-coureurs courants.

1. Les opérateurs saisissent manuellement de grandes quantités de données

Imaginez un opérateur en train de mesurer une pièce à l’aide d’un comparateur numérique. La mesure s’affiche sur l’appareil. L’opérateur procède alors comme suit : il relève la mesure > ouvre Excel > recherche la feuille de calcul appropriée > localise la ligne correspondante > saisit la valeur > enregistre le fichier > poursuit la production.

Cela entraîne un surcroît de travail inutile. Cela augmente également le risque d’erreurs de saisie, de fichiers erronés, de mesures manquantes, de retards dans la saisie des données, d’horodatages incorrects et de saisie de données dans la caractéristique incorrecte.

Un système SPC dédié permet d’automatiser le transfert des mesures provenant des appareils et systèmes pris en charge, réduisant ainsi la saisie manuelle des données. L’objectif est simple : transférer les mesures issues du processus vers le système SPC en limitant au maximum les interventions manuelles.

2. Vous avez besoin d’un SPC en temps réel

L’une des principales différences entre le contrôle statistique de la production (SPC) basé sur des tableurs et un système SPC dédié réside dans le délai entre la mesure et l’intervention. Examinons deux scénarios.

Scénario A : Contrôle statistique de qualité (SPC) à l’aide d’un tableur

Un processus est contrôlé à 10 h. L’opérateur consigne les données. À la fin du poste, une personne examine la feuille de calcul et constate que le processus présente une tendance. À ce moment-là, des centaines, voire des milliers de pièces ont peut-être déjà été produites.

Scénario B : SPC en temps réel

Une mesure est automatiquement enregistrée dans le système SPC. Le système évalue cette mesure à l’aune des règles statistiques configurées. Une anomalie est détectée. L’opérateur ou l’ingénieur qualité responsable reçoit une alerte. Le processus peut alors faire l’objet d’une analyse immédiate. La différence n’est pas simplement d’ordre technique. Elle peut avoir une incidence directe sur la quantité de produit fabriquée avant la découverte d’un problème.

3. Vous disposez de plusieurs opérateurs, machines ou lignes de production

Une feuille de calcul, cela reste gérable. Dix feuilles de calcul, c’est déjà plus compliqué. Une centaine de feuilles de calcul peut devenir un véritable problème de gestion de l’information. À mesure que les organisations se développent, elles se retrouvent souvent avec des fichiers tels que : Line1_SPC.xlsx, Line1_SPC_Final.xlsx, Line1_SPC_Final2.xlsx, Line1_SPC_New.xlsx, Line2_SPC.xlsx, Machine17_SPC.xlsx, etc., etc.

Au final, l’organisation doit répondre à une question étonnamment difficile : quel fichier contient les données officielles? Une base de données SPC centralisée résout en grande partie ce problème en offrant un référentiel commun pour les données de mesure et de processus.

4. Vous avez besoin d’une traçabilité fiable

Dans le secteur industriel moderne, il ne suffit souvent pas de connaître la valeur mesurée. Vous pouvez avoir besoin de savoir : qu’est-ce qui a été mesuré ? Quand et par qui ? Sur quelle machine ? Pour quel produit ? Quel ordre de fabrication ? Quel lot et quel lot de matière première ? Etc., etc.  

Il est difficile de gérer cela de manière cohérente lorsque les informations sont dispersées entre des feuilles de calcul, des documents papier, des dossiers réseau et d’autres systèmes. Une plateforme SPC dédiée permet d’intégrer ces relations au sein même de la structure des données, plutôt que de compter sur les utilisateurs pour les gérer manuellement.

5. Vous avez besoin d’alertes statistiques

Un graphique de contrôle est utile. Un graphique de contrôle qui identifie automatiquement un signal statistique et indique à l’utilisateur la marche à suivre est bien plus utile. Selon la méthodologie utilisée, un système de contrôle statistique de la production (SPC) peut surveiller des situations telles que :

Au lieu de compter sur une personne pour examiner manuellement des centaines de graphiques, le système peut attirer l’attention sur les processus qui nécessitent un examen plus approfondi.

6. Les opérateurs ont besoin d’instructions claires sur la manière de réagir

Le SPC ne se limite pas à l’identification d’un problème. Il s’agit d’y apporter une réponse. Supposons qu’un processus déclenche une situation de perte de contrôle. Un opérateur peut alors être amené à :

1. Arrêtez ou ajustez le processus
2. Vérifiez la machine
3. Vérifier les pièces récentes
4. Identifier une cause potentielle
5. Enregistrez l’action
6. Signaler un problème de qualité
7. Ne poursuivez la production que lorsque cela est approprié

Un tableur peut contenir des instructions, mais il n’offre pas en soi un flux de travail contrôlé pour ce processus. Un logiciel SPC dédié permet d’associer des signaux statistiques à des codes de cause et d’action prédéfinis, à des instructions, à des notifications et à des enregistrements. Le SPC passe ainsi d’un simple exercice de création de graphiques à un véritable processus opérationnel.

7. Votre équipe chargée de la qualité consacre trop de temps à la gestion des tableurs

Demandez à vos ingénieurs qualité combien de temps ils consacrent à la collecte de fichiers, au nettoyage des données, à la fusion de feuilles de calcul, à la correction de formules, à la mise à jour de graphiques, à la vérification des mesures manquantes, à la création de rapports, à la gestion des modèles et à la recherche de données historiques

Si une part importante du temps consacré à l’ingénierie de la qualité est consacrée à la gestion des données de contrôle statistique des processus (SPC) plutôt qu’à l’amélioration des processus, cela constitue un signal important. L’objectif du contrôle statistique des processus (SPC) devrait être d’aider votre équipe à améliorer la production, et non de créer une charge de travail administrative supplémentaire.

8. Vous avez besoin de données historiques sur plusieurs années

Les fabricants ont souvent besoin d’étudier le comportement des procédés sur de longues périodes. Vous souhaiterez peut-être comparer :

Le fait de conserver ces informations dans des milliers de fichiers Excel individuels rend l’analyse historique de plus en plus difficile. Une base de données centralisée offre une base bien plus solide pour l’analyse historique à long terme. Elle facilite également la mise en place de filtres et de rapports cohérents à l’échelle de l’organisation.

9. Vous avez besoin d’une intégration avec d’autres systèmes de production

Les usines modernes fonctionnent rarement avec un seul système. Vous disposez peut-être déjà d’un ERP, d’un MES, d’un système de gestion de la qualité (QMS), d’un système de surveillance des machines, de programmateurs logiques (PLC), de systèmes d’archivage de données, de systèmes de mesure par coordonnées (CMM), de systèmes de vision, de systèmes de laboratoire et/ou de plateformes IoT.

Si le SPC est isolé dans Excel, les utilisateurs peuvent être amenés à transférer manuellement des informations d’un système à l’autre. Cela engendre une charge de travail supplémentaire et augmente le risque d’incohérences dans les informations. Un logiciel dédié au SPC peut offrir des fonctionnalités d’intégration permettant aux données de fabrication et de qualité de circuler entre les différents systèmes.

Cela peut s’avérer particulièrement utile lorsqu’il est nécessaire d’associer automatiquement aux mesures des informations relatives au produit, à la machine, à l’opérateur, au lot ou à l’ordre de fabrication.

10. Vous êtes soumis à des obligations en matière d’audit ou de conformité

Ceci revêt une importance particulière dans le secteur de la fabrication réglementée. En fonction de votre secteur d’activité et de vos exigences, vous pourriez avoir besoin de fonctionnalités telles que :

Excel peut être configuré à l’aide de divers mécanismes de sécurité et de contrôle, mais la mise en place et la gestion d’un environnement complet de données de qualité validées autour des feuilles de calcul peuvent s’avérer nettement plus complexes. Si votre organisation est soumise à des exigences réglementaires spécifiques, évaluez soigneusement ces exigences avec vos équipes chargées de la qualité, de la conformité réglementaire et de l’informatique. La question ne se résume pas simplement à : « Excel permet-il de calculer le SPC ? »

La question est la suivante : «Notre processus entièrement basé sur Excel est-il en mesure de garantir l’intégrité des données, la traçabilité, la sécurité et le contrôle dont notre organisation a besoin? »

11. Vous gérez plusieurs usines

Une approche basée sur un tableur qui fonctionne dans une usine peut s’avérer difficile à uniformiser dans plusieurs sites. Imaginez que vous deviez gérer :

sur 5, 10 ou 50 sites de production.

Une plateforme SPC centralisée peut offrir une architecture commune tout en permettant à chaque site de gérer ses propres processus. Cela s’avère particulièrement utile pour les organisations qui cherchent à harmoniser leurs pratiques en matière de qualité à l’échelle mondiale.

Le coût caché de la fonction SPC dans Excel

Le coût le plus important d’un système de contrôle statistique de la production (SPC) basé sur Excel n’est pas nécessairement la licence Excel. Il s’agit plutôt du travail manuel lié à l’utilisation d’Excel. Pensez à toutes les activités nécessaires à la gestion d’un système SPC basé sur des feuilles de calcul : collecte des données > saisie des données > gestion des fichiers > nettoyage des données > création de graphiques > révision > identification des problèmes > notification > enquête > mesures correctives > établissement de rapports

Chaque étape manuelle engendre des coûts et des risques potentiels. Les logiciels SPC spécialisés sont conçus pour automatiser autant de ces étapes que possible.

SPC sous Excel vs SPC automatisé

Cette différence peut se résumer simplement à l’aide des schémas de processus ci-dessous :

Ce deuxième processus permet de réduire le délai entre un changement de processus et la réaction de l’entreprise. Et c’est l’une des principales raisons pour lesquelles les industriels mettent en œuvre le SPC.

7 signes indiquant qu’Excel ne vous suffit peut-être plus pour le SPC

Vous êtes peut-être prêt à envisager l’utilisation d’un logiciel dédié à la SPC si plusieurs des affirmations suivantes vous semblent familières :

Si vous reconnaissez plusieurs de ces problèmes, la question n’est peut-être plus de savoir si Excel permet de mettre en œuvre le contrôle statistique de processus (SPC). La question est désormais de savoir si Excel constitue le moyen le plus efficace de mettre en œuvre le SPC.

Dans quels cas devriez-vous continuer à utiliser Excel ?

Toutes les entreprises n’ont pas nécessairement besoin d’un logiciel dédié au contrôle statistique des processus (SPC). Excel peut rester le choix le plus approprié dans les cas suivants : lorsque vous débutez dans le domaine du SPC, lorsque vous disposez d’un petit nombre de mesures, lorsque vous effectuez des analyses ponctuelles, lorsque vous menez des enquêtes ponctuelles, lorsque vos processus ne nécessitent pas de surveillance en temps réel, lorsque vos besoins en matière d’intégration sont limités et/ou lorsque vos exigences en matière de traçabilité sont relativement simples.

Il n’y a aucune raison de remplacer un outil simplement parce qu’il en existe un plus spécialisé. L’intérêt économique apparaît lorsque les limites du processus actuel commencent à coûter plus cher que l’investissement nécessaire pour l’améliorer.

Quand devriez-vous envisager d’utiliser un logiciel SPC dédié ?

Un logiciel SPC dédié s’avère particulièrement intéressant lorsque vous avez besoin de plusieurs des éléments suivants :

À ce stade, vous ne demandez plus à Excel d’effectuer des calculs statistiques. Vous lui demandez de faire office de système de qualité de production. C’est là que les logiciels SPC spécialisés se distinguent par une architecture et une finalité fondamentalement différentes.

Comment passer d’Excel à un logiciel de contrôle statistique de processus (SPC)

Remplacer Excel ne signifie pas nécessairement tout changer d’un seul coup. Une mise en œuvre réussie du SPC peut commencer à petite échelle.

Étape 1 : Identifier les caractéristiques essentielles à la qualité

Commencez par les processus et les caractéristiques pour lesquels un meilleur contrôle peut apporter la plus grande valeur ajoutée.

Étape 2 : Cartographiez votre processus de travail actuel

Décrivez comment les mesures sont actuellement transmises de la machine au tableur, puis finalement à l’équipe chargée de la qualité.

Étape 3 : Identifier les étapes manuelles

Recherchez les possibilités de supprimer la saisie manuelle des données, les transferts de fichiers et la consolidation des feuilles de calcul, ainsi que la création manuelle de graphiques, la production de rapports et les notifications.

Étape 4 : Choisissez un processus pilote

Commencez par un secteur de production de taille raisonnable plutôt que de tenter de numériser l’ensemble de l’organisation en même temps.

Étape 5 : Connectez les sources de mesure

Dans la mesure du possible, automatisez le flux de données provenant des jauges, des machines, des machines à mesurer tridimensionnelles (MMT), des automates programmables (PLC) ou d’autres systèmes.

Étape 6 : Configurer les règles statistiques et les plans d’intervention

Veillez à ce que le système ne se contente pas d’identifier les problèmes, mais qu’il aide également les personnes concernées à y apporter une réponse adaptée.

Étape 7 : Mesurez les résultats

Suivez les améliorations constatées, telles que la réduction du travail manuel, une réaction plus rapide aux problèmes de processus, la réduction des rebuts, la diminution des retouches, l’amélioration de la maîtrise des processus, l’amélioration de la traçabilité et l’accélération de la production de rapports. Puis étendez la mise en œuvre en fonction des enseignements tirés.

Les critères à prendre en compte pour choisir un logiciel SPC

Si vous avez décidé qu’Excel ne constituait plus une base adéquate pour votre processus de contrôle statistique de la production (SPC), la question suivante est la suivante : quels sont les critères à prendre en compte lors du choix d’un logiciel de contrôle statistique de la production (SPC) ?

Nous avons élaboré un guide plus détaillé présentant les 28 critères que les fabricants doivent prendre en compte lors du choix d’un logiciel de contrôle statistique de production (SPC).

En résumé

La différence apparaît clairement à mesure que vos besoins évoluent. Lorsque vous devez collecter des données automatiquement, surveiller les processus en temps réel, détecter des signaux statistiques, alerter les opérateurs, assurer la traçabilité, intégrer des systèmes de fabrication et gérer le contrôle statistique des processus (SPC) sur plusieurs processus ou sites, une plateforme SPC spécialement conçue à cet effet peut offrir des fonctionnalités difficiles à reproduire de manière fiable à l’aide de tableurs.

L’objectif n’est pas de supprimer Excel simplement parce qu’il s’agit d’Excel. L’objectif est d’éliminer les tâches manuelles superflues et de créer un lien plus rapide et plus fiable entre la mesure, l’analyse, l’action et l’amélioration. Pour de nombreux fabricants, Excel constitue un excellent point de départ. Mais lorsque le contrôle statistique de qualité (SPC) devient un élément essentiel de votre processus de production, il est peut-être temps de passer du SPC sous Excel à un logiciel de SPC automatisé.

Êtes-vous prêt à découvrir à quoi pourrait ressembler le SPC automatisé dans votre environnement de production ?

Une évaluation concrète commence par l’analyse de votre processus actuel. Identifiez les étapes où les données sont saisies manuellement, celles où des retards surviennent, et celles où les équipes chargées de la qualité consacrent du temps à la gestion des informations au lieu de se consacrer à l’amélioration des processus.

Comparez ensuite votre processus de travail actuel avec ce qu’un système SPC moderne est capable d’automatiser. Découvrez les fonctionnalités du logiciel SPC Datalyzer et demandez une démonstration.