Méthodes d'échantillonnage

Nos derniers emails traitaient de la sélection des fournisseurs. Nous nous tournons dans cette édition vers un sujet plus opérationnel mais tout aussi délicat:

Le choix et les utilisations des méthodes d'échantillonnage pour des tests qualité efficaces.

Construire pour durer

L'objectif principal des tests est de valider la conformité du produit au cahier des charges.

Effectuer ces tests permet non seulement de s'assurer de la qualité du lot inspecté, mais aussi au fil du temps de construire factuellement une relation de respect mutuel avec les fournisseurs.

Enfin, les tests sont un prétexte idéal pour observer l'évolution d'une usine et par exemple sa charge de travail ou ses méthodes qualité au quotidien.

A chaque objectif sa méthode

Les clients d'Asquance demandent régulièrement conseil sur le choix de la méthode d'échantillonnage la plus appropriée à leur situation. La pratique la plus fréquente est en effet de procéder par échantillonnage. Il est très important afin d'assurer la représentativité de l'échantillon que le prélèvement des pièces se fasse aléatoirement, et ce dans un lot le plus complet possible. Le prélèvement dans un lot incomplet entrainerait le risque d'une qualité très dégradée parmi les unités absentes lors du prélèvement (au final, pourquoi étaient-elles absentes?).

1. Méthodes d'échantillonnage

• Une unité

Une seule unité est sélectionnée. Cette méthode est utile pour s'assurer que les erreurs systématiques dues par exemple à un problème de nomenclature soient identifiées. On parlera plus souvent d'unité de vérification en pré-production. En effet statistiquement un échantillon d'une seule pièce est le plus souvent insignifiant.

• Echantillonnage basé sur une méthode statistique

L'idée est, comme pour les enquêtes d'opinion, de prélever un échantillon représentatif de la population générale, et d'extrapoler les résultats obtenus sur l'échantillon à la population entière, à un degré de certitude près.

Il y a quelques décennies, alors que les calculettes faisaient la taille d'un immeuble de centre ville, le gouvernement américain avait publié une série de tables statistiques pour référence. Ces tables, connues sous le nom de tables AQL (pour Acceptable Quality Level, Acceptable donc NQA en Français), ont été reprises dans entres autres la norme ISO 2859

• NQA niveaux 1 (contrôle léger), 2 (normal) and 3 (resserré) sont les plus communément utilisés. Le niveau 2 est le plus courant, 1 étant utilisé en cas de forte confiance et 3 en cas de faible confiance.
• Les niveaux NQA spéciaux S1 à S4 sont basés sur des tailles d'échantillon très faibles et sont utilisés pour des produits complexes dont le test prend un temps important.

Le point le plus fort de NQA est bien évidemment sa représentativité. Les caractéristiques de l'échantillon seront retrouvées dans le lot principal pour le meilleur ou pour le pire. 
Son autre point fort est l'acceptation très large de NQA en Asie. Communiquer clairement la méthode de test et utiliser une méthode très connue permet de sensibiliser l'usine fournisseur à vos attentes dans une langue qu'elle comprend. D'autres méthodes telles que LTPD, parfois plus appropriées à un cas précis, présentent l'inconvénient d'être moins connues des usines.

• Pourcentage de lot

De nombreux clients Européens préfèrent à la méthode NQA l'utilisation de pourcentages. L'échantillon est alors défini comme un pourcentage du lot complet. La représentativité de l'échantillon ainsi prélevé varie selon la taille du lot complet (c'est là l'inconvénient majeur de l'utilisation des pourcentages): parfois trop petit pour être représentatif, souvent trop grand par rapport à une représentation statistique et donc source d'incertitude et /ou de gaspillage.

• Inspection complète (100% inspectés)

Pour de petites productions de quelques dizaines à quelques centaines de pièces, une inspection complète peut être la méthode la plus adéquate. Cette méthode est surtout utilisée avec une tierce partie telle qu'Asquance si l'usine est incapable de fournir un contrôle qualité interne fiable, ou si chaque pièce est plus ou moins fabriquée manuellement et donc unique, source de variations fortes et très aléatoires.

L'avantage d'une inspection complète est qu'elle donne évidemment une visibilité complète. Ceci permet une prise de décision pièce par pièce, et action immédiate puisque tous les défauts sont identifiés dès l'issue de l'inspection.

2- Adapter sa méthode aux circonstances

• Nouvelle production

Le plus souvent quelques unités sont d'abord entièrement finies et toutes sont vérifiées. Puis durant une période d'observation une très forte proportion de la production sera testée (NQA niveau 3) afin d'identifier et de comprendre les écarts de qualité. Une fois la production stabilisée il sera possible de réduire les échantillonnages au niveau 2, voire niveau 1 (contrôle léger) en cas de produits simples en production constante (pas de variation de configuration de la chaine de production, peu de changements de personnel).

• Nouveau fournisseur

Un nouveau fournisseur sera traité comme une nouvelle production. Ce cas s'applique aussi aux nouveaux ateliers d'un fournisseur existant.

• Production en cours - rythme de croisière et accidents

Une production stable dans une organisation pérenne requiert moins de contrôles, il est donc possible d'économiser en temps. Cependant les variations catastrophiques sont toujours possible en cas de relâche, par exemple lors d'un changement de routine par l'usine, ou simplement de mauvais contrôle des matériaux entrants. 

Lorsqu'une alerte qualité a lieu il est important que les méthodes de test soient elles aussi adaptées. Au delà de la procédure d'escalade prévue pour résoudre l'alerte, il est conseillé selon une combinaison de critères de renforcer les contrôles qualité sur toutes les productions du site jusqu'à ce que les causes racines de l'alerte soient identifiées et des remèdes actés. Prosaïquement, on passera par exemple de NQA niveau 1 à 2, ou 2 à 3.

Certains clients d'Asquance utilisent aussi cette approche afin de signaler clairement au fournisseur qu'il est en position difficile. C'est un marqueur important de la relation commerciale entre client et fournisseur. Il permet à une usine attentive de comprendre le sérieux de sa situation et motive la direction dans la recherche de solutions.

Rejet: et après ?

Au delà de la recherche du produit parfait, il est important de considérer que la qualité est une question de définition :

1. Les défauts sont catégorisés, les tolérances définies

• Les défauts seront habituellement définis en trois catégories:
  • Critique: défauts résultant en danger physique pour le client ou consommateur. Cette catégorie peut être étendue. Elle est la plus sérieuse.
  • Majeur: cause de mauvais fonctionnement ou non fonctionnement du produit, qui sera de ce fait invendable à son prix public initial.
  • Mineur: tous autres défauts

En pratique les catégories seront prédéfinies dans le manuel qualité du produit afin de codifier les réponses en cas de non conformité. Il est important de comprendre et prévoir l'impact des  combinaisons de défauts. Par exemple un groupe de défauts qui pris individuellement seraient mineurs peut être majeur.

• Tolérance: en production industrielle une certaine variation est à définir, en conséquence un nombre de défauts par lot est tolérable. Le nombre de défauts tolérés dans un échantillon donné dépend des facteurs suivants:
  • Taille du lot et taille de l'échantillon
  • Combinaison des défauts et du danger qu'ils présentent. Zéro défauts critiques seront tolérés. Un petit nombre de défauts majeurs sera toléré, il sera toujours inférieur au nombre de défauts mineurs tolérés. Voir par exemple les tables NQA.
  • Degré de certitude requis. Dans les tables du standard NQA la lecture des seuils de certitude requis permet une lecture directe du nombre de défauts tolérables pour chaque taille d'échantillon.

Certains clients préfèrent grouper les catégories défaut majeur et défaut mineur pour considérer seulement le nombre total de défauts. Ceci n'est pas une pratique standard (elle est statistiquement infondée) mais au final ce qui compte le plus pour une organisation est la clarté de l'objectif qualité et son acceptation par tous les acteurs, du bureau d'études au responsable supply chain.

2. Gérer les rejets

Zéro défaut est le résultat d'un travail constant d'amélioration. En attendant d'y arriver et justement pour y arriver il faut être prêt à gérer et comprendre les défauts. Une bonne usine collectera les informations sur les rejets en vue de comprendre leurs causes racines dans son processus de production et de prévenir ces causes. Elle tracera l'évolution des taux de rejets et des incidents de production dans le temps pour s'assurer de son progrès.

Lors d'une inspection à 100% les conséquences sont simples, puisque l'inspection est en fait une étape de la production. Chaque défaut est identifié et expliqué à l'équipe de production qui doit alors retravailler le produit ou le remplacer. Une nouvelle inspection a lieu sur les produits remplacés ou corrigés et si la qualité est satisfaisante ceux-ci sont autorisés pour expédition. Sinon on recommence.

Si un lot est inspecté à moins de 100% une complication s'ajoute: suffisamment de produits défectueux ont été identifiés dans l'échantillon pour permettre de décider d'un problème. Ceux-ci seront bien entendu réparés ou remplacés. Mais qu'advient-il des autres produits défectueux, ceux dont on est statistiquement certain qu'ils sont dissimulés dans la portion du lot qui n'a pas été testée?

Dans le cas ou un échantillon est au delà des tolérances prédéfinies, il peut être décidé de:

• Rejeter le lot entier

Pratique la plus commune, prévue par NQA: le lot entier est rejeté, et la responsabilité est renvoyée vers l'usine. Celle ci doit inspecter tous les produits, identifier les unités défectueuses et remédier aux défauts. 
Le lot retravaillé sera présenté pour une nouvelle inspection: nouvel échantillonnage au hasard selon NQA et test. 
(Notes: il peut être prévu de changer la méthode d'échantillonnage en cas de réinspection de lot. Dans tous les cas il est entièrement acceptable de facturer le temps de réinspection à l'usine, ce temps supplémentaire étant au final le résultat d'une non-qualité fournisseur).

• Inspection d'unités supplémentaires pour confirmation du problème avant décision

En cas de doute sur la représentativité de l'échantillon rejeté il peut être prévu de prélever un second échantillon de même taille ou de taille différente. Ceci ne sera pas nécessaire si l'on a utilisé les méthodes NQA ou LTPD pour calculer la taille du premier échantillon et que celui ci est réellement prélevé au hasard.

• Inspecter 100%

Si la taille du lot n'est pas trop importante, une solution pragmatique peut consister à prévoir une inspection du lot entier si l'échantillon est défectueux. 
Il ne s'agit pas d'une procédure standard, mais elle permet en continuant dans la foulée de l'inspection des premiers échantillons de s'assurer pragmatiquement que tous les défauts sont identifiés par une tierce partie de confiance, au plus vite. On recherche ici la rectification la plus rapide possible pour le lot entier, en renvoyant les unités défectueuses directement en production.
Cette façon de procéder est très productive pour des lots de petite à moyenne taille, à forte valeur, et si on est pressé par le temps.