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La MTM est la méthode prédictive des temps la plus connue. Largement répandue dans l’industrie, particulièrement automobile, elle trouve ses origines au début du 20ème siècle.

Introduction

La MTM1, Method Time Measurement, est une analyse des mouvements humains dans le cadre d’opérations de production. A partir de tables d’analyses des mouvements, on prédétermine des temps d’opérations pour chaque mouvement de base et ainsi déduire le temps standard total du cycle de production.

Par définition, la MTM1 « est une procédure qui analyse les opérations manuelles et qui assigne à chaque mouvement basique un temps prédéterminé standard basé sur la nature du mouvement et sur les conditions dans lesquelles il est effectué.1 »

Sur la base des travaux de Taylor et Gilbreth au début du XXème siècles, l’équipe Maynard, Stegemente et Schwab en partenariat avec Westinghouse Electric Corporation, développa la MTM1 (Method Time Measurement) vers 19403.

En 1945, le bureau américain de conseil en organisation “Methods Engineering Council“, termine les études entreprises et, dés 1947, la MTM est diffusée d’abord aux Etats-Unis et ensuite dans le monde entier. La MTM1 est introduite en France en 1951 et est créée en 1952 l’association MTM française. Toutes les actions MTM1 nationales sont maintenant coordonnées par le Directoire International MTM1, seul à même de délivrer un diplôme officiel pour les agents spécialisés dans la MTM1, que l’on appelle les Stémistes.

Le principe MTM1

La méthode MTM1 permet, en décomposant l’ensemble des mouvements de base nécessaire à une tâche, de déterminer le temps standard d’une opération. A l’origine, Gilbreth, partant de son travail sur les mouvements de base nommés Therblig, a regroupé ces mouvements en 4 catégories :

  • Les mouvements des membres supérieurs : atteindre, saisir, mouvoir, positionner et lâcher, mais également tourner, appliquer pression, désengager et mouvement de manivelle
  • Les mouvements visuels : examiner et déplacer le regard
  • Les mouvements des membres inférieurs : du pied ou de la jambe
  • Les mouvements du corps : les déplacements (marche, pas de côté, rotation du corps) ou les flexions (s’incliner, se baisser, poser un genou au sol, s’agenouiller, s’asseoir, se relever)

Chacun de ces éléments est caractérisé par différents éléments :

  • Une définition précise
  • Une liste de variable du mouvement : amplitude, effort…
  • Des pondérations liées à la simultanéité des mouvements

L’unité de mesure

L’unité de mesure des tables MTM est le TMU, Time Measurement Unit, en français le Cmh (Cent Millième d’Heure). Il s’exprime en cent millième d’heure est équivaut à :

  • 100 000 TMU = 1 heure
  • 1 minute = 1 667 TMU
  • 1 seconde = 27,8 TMU
  • 1 TMU = 0,00001 heure ou 0,00006 minute ou 0,036 seconde

Application

Cette méthodologie, uniquement applicable pour les opérations manuelles, a de nombreuses applications. Parmi celles-ci, nous retrouvons :

  • L’élaboration des standards de travail.
  • Le calcul des temps de travail et par conséquent l’équilibrage des tâches.
  • Le choix des modes opératoires.
  • La conception et l’ergonomie des postes de travail.

La méthode

  1. Décomposition de chacun des mouvements de la tâche.
  2. Détermination des variables pour chacun des mouvements.
  3. Codification de chaque mouvement.
  4. Reconstitution des temps nécessaires aux mouvements à l’aide des tables.
  5. Détermination du temps de l’opération.

Avantages4

Pas de coefficient de performance nécessaire.

Uniquement une observation suffit pour déterminer le temps standard.

Méthode désormais familière dans l’industrie.

On peut comparer simplement diverses manières de faire et comparer des valeurs théoriques avec des valeurs pratiques.

Permet de déterminer un temps « à priori » et peut être utilisé dès la conception d’un process.

Inconvénients3

Non prise en compte des caractéristiques de chacun : sexe, âge, taille, motivation…

Pas de prise en compte des conditions de travail : bruit, lumière…

Fonctionne uniquement pour des process manuels.

Outil assez complexe et long à mettre en œuvre de par son degré précision : il faut compter généralement une journée de travail pour analyser 1mn de cycle.

Les tables de la MTM1

La MTM1 se base sur des tables de temps standards où l’on retrouve les différents mouvements, les variables associées et les temps.

Les tables reconnues sont sous la version MTM-Data Card 101 A, édition 1955.

Les principales variables

La distance

La plupart des tables ont comme variable la distance. En fonction de celle-ci un temps est accordé. A noter que les distances à plus de 80cm sont considérées comme ne pouvant se faire sans un mouvement total du corps.

 

L’ajout de mouvement pour les tables Atteindre et Mouvoir

Dans les tables mouvoir et atteindre, il est rajouté  pour certains mouvements la lettre “m” :

  • Type 1 : La main bouge en début de mouvement : m avant R soit mR.
  • Type 2 : La main bouge en fin de mouvement : m après R soit Rm.
  • Type 3 : La main bouge en début et en fin de mouvement : m avant et après R soit mRm.

Le poids / l’effort supplémentaire

Dans certaines tables, une notion d’effort est rajoutée. Il suffit donc de l’identifier et de prendre les valeurs associées.

 

Atteindre (Reach) – R

Déplacer la main ou les doigts vers un lieu défini. Il correspond au Therblig « Transport empty ». La variable qui détermine le mouvement est la nature de la destination, ainsi que la présence ou l’absence d’accélération ou de décélération.

On notera 5 classes de cas :

  • Classe A : atteindre un objet toujours placé au même endroit, ou objet situé dans l’autre main ou sur lequel la main repose.
  • Classe B : Atteindre un objet isolé dont l’emplacement peut varier légèrement de cycle en cycle.
  • Classe C : Atteindre un objet situé au milieu d’autres engendrant une recherche.
  • Classe D : Atteindre un objet très petit, ou nécessitant de la précaution et de la précision.
  • Classe E : Déplacer la main vers une position indéfinie soit pour assurer l’équilibre du corps, soit pour préparer le mouvement suivant, soit pour dégager la zone de travail

Pour les combinaisons autres que A et B, il faut utiliser les formules suivantes5 :

  • mRC = RC – (RB – RBm)
  • mRD = RD – (RB – RBm)
  • mRE = RE – (RB – RBm)
  • REm = RE – (RB – RBm)

Le troisième type est impossible avec les classes C et D car elles demandent trop de concentrations. Cela nous donne donc pour les autres classes :

  • mRAm = RA – 2 * (RB – RBm)
  • mRBm = RB – 2 * (RB – RBm)
  • mREm = RE – 2 * (RB – RBm) 

Mouvoir (Move) – M

Déplacer un objet avec la main ou les doigts vers un endroit. Il correspond au Therblig « Transport loaded ». Les variables sont les mêmes que pour Atteindre avec en plus la notion de poids. Nous retrouvons 3 classes de mouvements :

  • Classe A : Mouvoir l’objet jusqu’à l’autre main ou contre une butée.
  • Classe B : Mouvoir l’objet jusqu’à un emplacement approximatif ou indéfini.
  • Classe C : Mouvoir l’objet jusqu’à un emplacement précis ou avec précaution.

Il se calcule de la manière suivante :

TMU = Constante statique + Coefficient dynamique * TMU

 

Exemple pour un déplacement d’un poids de 10kg sur 12cm

M12B10 = 9 + 1, 27* 7.7 = 18.779 TMU soit 0,67 sec

 

Tourner (Turn) – T

La main, vide ou chargée, le poignet et l’avant bras tournent autour de l’axe principal de l’avant bras. La rotation maximale est de 180° car physiologiquement nous ne pouvons faire plus.

Saisir (Grasp) – G

Les doigts ou la main assurent le contrôle partiel ou total d’un ou plusieurs objets. Les variables sont le type de « Saisir », la nature de l’objet à saisir, sa localisation…

 Positionner (Position) – P

Il s’agit généralement de déplacements de main court (moins de 3cm) pour aligner (positionnement longitudinal), orienter (axe de rotation des objets) ou engager un objet dans un autre. Les variables sont la force de pression pour l’engagement, la symétrie des formes, la profondeur d’insertion et leur simplicité de manipulation.

Règles supplémentaires :

  • Pour P1SE : la précision d’alignement doit être comprise entre 1,5mm et 6mm
  • Pour P2SE : La précision d’alignement doit être inférieure à 1,5mm

 

La symétrie :

Elle dépend des formes des pièces au point d’engagement et de l’importance de l’orientation  nécessaire pour faire coïncider les profils. On retrouve 3 cas :

  • S pour Symétrique : un rond dans un rond.
  • SS pour Semi-Symétrique : cas entre le S et le NS.
  • NS pour Non Symétrique : insertion d’une clé dans une serrure.

La manipulation :

Elle résulte de la forme, la nature, les conditions d’emploi de l’objet.

Lâcher (Release) – RL

Les doigts ou la main abandonnent le contrôle d’un objet. il peut les lâcher par simple ouverture des doigts ou ou uniquement en n’ayant plus de contact.

Désengager (Disengage) – D

Geste réalisé pour rompre le contact entre 2 objets préalablement maintenus ensemble par une force. Il est caractérisé par le fait qu’il peut y avoir un mouvement involontaire au moment où il n’y a plus de résistance.

Mouvement de manivelle (Crank)

La main décrit une trajectoire circulaire plan alors que le coude et le haut du bras restent immobiles. Les variables sont le nombre de révolutions, si le mouvement est continu ou intermittent, l’effort et l’amplitude du mouvement.

Appliquer une pression – AP

C’est une force musculaire appliquée sur un objet avec ou sans mouvement. Généralement appliquée par les doigts ou la main, cette table est valable pour une pression exercée par toutes les parties du corps (pied…).

Mouvement visuel

Déplacer le regard (Eye travel) – ET

Déplacer les yeux d’un point à un autre, la tête étant immobile. 

La formule exacte est :

 TMU = 0.285 * Angle de rotation des yeux en degrés.

La formule approché est :

TMU = 15,2 * T / D

 

Avec :

  • D : la distance de la ligne perpendiculaire partant l’axe des yeux à la ligne entre les 2 points. La valeur maximale est de 20 Cmh
  • T : Distance entre les 2 points regardés

Examiner (eye focus) – EF

Fixer le regard sur un objet pour s’assurer qu’il présente certaines caractéristiques faciles à reconnaître et sans qu’il y ait de déplacement de l’axe de la vision.

 Le temps est ici universel de 7.3 Cmh

 

Règles supplémentaires

  •  En plus, la MTM1 rajoute un paramètre de lecture et indique un temps standard de 5.05 TMU pour 1 mot soit pour un paragraphe de 200 mots un temps de 1010 TMU soit environ 36 secondes.
  • La zone normale de vision est un cercle de 10 cm de diamètre à une distance de 40 cm des yeux.

Mouvements des membres inférieurs

  •  Mouvement du pied (Foot Motion) – FM : Le pied pivote autour de la cheville (action typique sur une pédale). La pointe du pied se déplace verticalement ; l’amplitude de mouvement est limitée à 10cm pour éviter une fatigue anormale.
  • Mouvement de jambe (Leg Motion) – L : ils concernent les déplacements du pied vers l’avant, l’arrière ou le côté (en position assise, le genou sert de pivot, en position debout, la hanche sert de pivot), les déplacements du genou sur le côté en position assise.
  •  Les mouvements horizontaux : la marche, les pas de côté et les rotations du corps.
  • Les mouvements verticaux : se lever, s’assoir.  

Mouvements non successifs

Ce sont les mouvements basiques effectués de manière simultanée ou combiné, le plus souvent appliqués pour les mouvements de mains. 

Les mouvements combinés

Par définition, des mouvements combinés sont plusieurs mouvements basiques effectués par la même partie du corps de manière simultanée. Pour considérer ces cas, il faut que le mouvement principal (le plus long en TMU), ne soit pas gêné par les autres mouvements combinés. Nous considérons alors que le temps de l’opération est le temps le plus long, les autres étant négligés.

Par exemple, si pendant un mouvement de 30cm de la main, je viens saisir une pièce à la moitié de celui-ci et sans entravé ce mouvement, alors le temps total sera uniquement le temps mis pour déplacer la main de 30cm.

Les mouvements simultanés

Par définition, des mouvements simultanés sont plusieurs mouvements basiques effectués par différentes parties du corps en même temps. Généralement appliqués pour des mouvements des mains, certains mouvements simultanées étant plus dure que d’autres, ils sont classés selon 3 niveaux :

  1. Facile à effectuer en même temps.
  2. Peut être fait en même temps avec un peu de pratique et d’entrainement.
  3. Difficile à effectuer en même temps.

Le « principe limitant » indique que le temps total d’une simultanéité de mouvement facile ou nécessitant de l’exercice (cas 1 et 2) est le temps du mouvement le plus grand. Le temps pris pour une combinaison difficile (cas 3) est l’addition de tous les temps.

Exemple :

  •  Il est jugé simple d’atteindre quelque chose avec les 2 mains. Le temps de l’opération sera le temps mis par le mouvement de la main le plus long.
  • Il est jugé très difficile de positionner 2 objets en même temps. Le temps de l’opération sera donc l’addition des temps de chacun des positionnements.

Il est également pris en compte 2 autres facteurs :

  • Pour les mouvements de désengagement et de positionnement : nous retrouvons les classes D, difficile à manipuler et E, facile à manipuler.
  • Pour les mouvements de Saisir, Mouvoir ou Atteindre : nous retrouvons les classes W, dans le champ normal de vision, O, en dehors du champ normal de vision. 

Au-delà :

  • La classe 3 de Désengager (D3) est normalement considérée comme difficile (cas 3). Néanmoins, toutes les classes peuvent être considérées comme difficiles s’il y a un risque de blessure ou d’abimer les pièces.
  • La classe 3 de Positionner (P3) est toujours considérée comme difficile (cas 3).
  • Lâcher est toujours considéré comme Facile.
  • Appliquer Pression peut avoir les 3 cas et donc chaque situation est à analyser au cas par cas.
  • Tourner est considéré généralement comme facile sauf avec Désengager ou lorsqu’il doit être contrôlé (fort degré de précision – jugement laissé à l’observateur).

 

Exemple

 

Source : C. M. Schlick (2013) – Modeling and optimizing manual work processes with MTM

Source

1 – H. B. Maynard, G. J. Stegemerten, J. L. Schwab (1948) – Methods Time Measurement

2 – D. W. Karger, F. H. Bayha (1975) – La mesure rationnelle du travail – MTM et systèmes des temps prédéterminés

3 – W. Rohmert (1971) – Predetermined motion-time systems

4 – R. R. Stroud (1970) – World measurement in rehabilitation workshops : time study and predetermined motion time systems

5 – G. Bedny, W. Karwowski (2007) – A systemic structural theory of activity

R. Kesavan, C. Elanchezhian, B. Vijaya Ramnath – Process Planning and Cost estimation

J. P. Tanner (1991) – Manufacturing Engineering, an introduction to the basic functions

M. Lehto, S. J. Landry (2013) – Introduction to human factors and ergonomics for engineers

J. Nolen (1989) – Computer automated process planning for World Class Manufacturing

S. Sakamoto (2010) – Beyond world class productivity

http://mtm-international.org/

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