Comment définir la fréquence d’échantillonnage pour les inspections par lot ?
Définir la bonne fréquence d’échantillillonnage pour les contrôles de lots est une décision essentielle en contrôle qualité, qui doit trouver un équilibre entre risque, coût et efficacité. Un plan d’échantillonnage bien conçu offre un niveau élevé de confiance dans la qualité du lot, sans le coût prohibitif d’un contrôle à 100 %. Il s’agit d’un outil statistique fondé sur les principes de l’échantillonnage par acceptation, principalement gouverné par la notion d’Acceptable Quality Limit (AQL).
Principes fondamentaux de l’échantillonnage par acceptation
La base de tout plan d’échantillonnage consiste à comprendre qu’il évalue la qualité d’un lot à partir d’un sous-ensemble représentatif, et non avec une certitude absolue.
Comprendre l’AQL et le risque
L’Acceptable Quality Limit (AQL) est le pire niveau moyen de qualité de process que vous êtes prêt à accepter. Un plan d’échantillonnage défini par un AQL (par exemple 1,0 % pour les défauts majeurs) ne signifie pas que vous acceptez des lots contenant 1,0 % de défauts ; cela signifie que vous avez une forte probabilité (typiquement 95 %) d’accepter des lots qui sont à ce niveau ou meilleurs que 1,0 % de défauts. Le risque associé est le Lot Tolerance Percent Defective (LTPD), c’est-à-dire le niveau de qualité pour lequel vous n’avez qu’une faible probabilité (typiquement 10 %) d’accepter le lot. Cela permet d’équilibrer le risque du producteur (rejeter un bon lot) et le risque du client (accepter un lot mauvais).
Détermination des niveaux d’inspection et de la taille d’échantillon
Les plans d’échantillonnage, comme ceux de la norme ISO 2859-1, utilisent des niveaux d’inspection (Généraux I, II, III ou Spéciaux S-1 à S-4) pour déterminer la taille d’échantillon en fonction de la taille du lot. Le Niveau Général II est le plus couramment utilisé. La lettre-code de taille d’échantillon obtenue dans le tableau, combinée à l’AQL choisi, détermine le nombre de pièces à contrôler ainsi que les nombres d’acceptation/rejet. Pour les composants critiques dans des secteurs tels que la fabrication de dispositifs médicaux ou l’aéronautique et l’aviation, un AQL plus strict (par exemple 0,65 % ou 0,10 %) et un niveau d’inspection plus élevé (III) sont généralement exigés pour minimiser le risque.
Principaux facteurs influençant la fréquence d’échantillonnage
Le plan d’échantillonnage n’est pas universel ; il doit être adapté aux caractéristiques du produit et du process.
Capabilité du process et stabilité historique
Un process de fabrication stable et capable, avec un historique avéré de bon rendement, justifie une fréquence d’échantillonnage réduite ou un AQL plus souple. Par exemple, un service de tournage CNC bien maîtrisé produisant des arbres simples peut utiliser un AQL courant de 1,5. À l’inverse, un process nouveau ou instable, ou usinant des matériaux difficiles comme le titane (usinage CNC du titane) ou l’Inconel 718, nécessite un contrôle plus serré, pouvant aller jusqu’à une vérification à 100 % des caractéristiques critiques jusqu’à ce que la stabilité soit démontrée.
Criticité de la pièce et gravité de la défaillance
L’impact potentiel d’une défaillance de pièce est le facteur le plus important pour définir la rigueur de l’échantillonnage. On peut le décomposer en trois catégories :
Critique : Une défaillance pourrait provoquer des blessures ou une défaillance catastrophique du système. Nécessite l’AQL le plus serré (par ex. 0,10 %) et souvent un contrôle à 100 % pour cette caractéristique. Ceci est non négociable pour les composants de sécurité dans les applications automobiles ou aéronautiques.
Majeur : Une défaillance rendrait probablement le produit impropre à l’usage. Un AQL serré standard (par ex. 0,65 % ou 1,0 %) est appliqué.
Mineur : Une défaillance n’affecterait pas de manière significative l’aptitude à l’usage mais pourrait impacter l’aspect esthétique. Un AQL plus tolérant (par ex. 2,5 %) peut être utilisé.
Homogénéité du lot et performance du fournisseur
Un lot fabriqué à partir d’un seul lot matière et d’une production continue est plus homogène qu’un lot constitué à partir de plusieurs réglages. Pour des lots homogènes, l’échantillonnage statistique est plus fiable. De plus, des fournisseurs certifiés ou à haute performance, disposant de process validés, tels que ceux proposant un service intégré « One-Stop » de fabrication, peuvent bénéficier d’un échantillonnage réduit sur la base de leur historique de qualité.
Mise en œuvre d’une stratégie d’échantillonnage dynamique
Un plan d’échantillonnage statique peut devenir inefficace avec le temps. Une stratégie dynamique, réactive aux données, est bien plus performante.
Passage entre inspection normale, renforcée et réduite
La norme ISO 2859-1 autorise le passage entre plusieurs niveaux de sévérité d’inspection en fonction des performances historiques. Si plusieurs lots consécutifs sont acceptés sous régime d’inspection normale, vous pouvez passer à une inspection réduite afin de réduire les coûts. Si deux lots sur cinq sont rejetés, vous devez passer à une inspection renforcée pour protéger le client, soit en augmentant la taille de l’échantillon, soit en exigeant un niveau de qualité supérieur pour l’acceptation.
Intégration avec l’Inspection de Première Pièce (FAI)
Pour les nouvelles références ou après un changement significatif de process, une Inspection de Première Pièce complète est obligatoire. Il s’agit en pratique d’un contrôle à 100 % de toutes les caractéristiques désignées sur une petite série initiale. Les données issues de la FAI valident le process de fabrication et de prototypage, et fournissent les premières données de capabilité qui serviront à définir la fréquence d’échantillonnage des lots ultérieurs en production de série.
En conclusion, le réglage de la fréquence d’échantillonnage est une décision stratégique. Elle commence avec un standard tel que l’AQL, mais doit être affinée en fonction de la capabilité du process, de la criticité de la pièce et de la performance du fournisseur. Un plan dynamique, qui réagit aux données qualité, garantit que les ressources sont concentrées sur les risques les plus élevés, assurant à la fois la qualité des produits et l’efficacité de la chaîne d’approvisionnement.
