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附属机构
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服务
Translation, Editing/proofreading, Software localization, Voiceover (dubbing), Subtitling, Training
English英语译成French法语: Introduction to Process Flow Improvement General field: 其它 Detailed field: 管理
原文文本 - English英语 Skip
"Welcome to the course on Introduction to Process Flow Improvement!
"
"We, at Schneider Electric, ensure that the process flow of a product in a plant is short and well optimised to reduce all types of wastes.
"
"W1
"
"W2
"
"W3
"
"Smooth and Optimised Process Path
"
"Reduced Lead Time
"
"To optimise a process flow, we adopt the standard lean diagnostic and improvement approach, DMAIC and various other Process Flow Improvement techniques.
"
"Define
"
"Measure
"
"Analyse
"
"Improve
"
"Control
"
"Process Flow Improvement
"
"Are you eager to learn more about the Process Flow Improvement techniques?
"
"About why process flow improvements must be adopted?
"
"About the characteristics of an ideal process flow?
"
"About how can you improve a process flow?
"
"And about the tools that can be used to improve the process flow?
"
"You will find the answers to these and many more questions in this course.
"
Start
"Click Start to begin the course.
"
Frame 1 (Course Introduction)
"Introduction to Process Flow Improvement
"
"Scenario Introduction
"
Time Remaining:
of
Bernard (Production Manager)
Esther (Methods Manager)
Nicholas (Lean Expert)
"Bernard and Esther have been handling the Manufacturing process at Schneider Electric’s manufacturing plant for a long time. They have been making continuous efforts to improve their productivity. However, they are facing the problem of slow production cycles and not able to meet production targets.
"
"Therefore, they’ve decided to approach Nicholas, who is a lean expert at Schneider Electric, to discuss their manufacturing process and identify the reasons for high waste.
"
"Let’s first look at the conversation between Bernard and Nicholas.
"
Click the Next or Previous button in the top right corner of your screen to view the conversation.
Next
Previous
Hi Nicholas! How are you doing today?
I’m doing well Bernard! Thank you. So, I heard that you’re facing some problems in the production process.
"Yes Nicholas. We’re using several expensive and special purpose equipment for our production. Our production process is also paced to standard hours. But still it is very slow and we incur huge costs due to several wastes.
"
"Bernard, this means we would need to improve the process flow.
"
"So, how can we improve it?
"
"There are process flow improvement approaches that you can use to make your process flow smooth and efficient. We’ll discuss this in detail. But before that, let's also hear what Esther has to say about the problems associated with the operations she is handling.
"
"Hi Nicholas. Hope you are well.
"
I’m perfectly all right, Esther. So how is the work going?
"I’m not happy with it. We have trouble in identifying the wastes in our process flow.
"
"Can you brief me about your process flow?
"
"Sure! We’ve considered the availability of space as an important factor to arrange our machines. Also, our employees are dedicated to specific departments or warehouse. But yet we are unable to meet the customer deadlines.
"
"Esther, it seems your process flow includes a lot of constraints. You need to improve your process flow. Let's see how we can go about improving the situation through some process flow improvement techniques.
"
Frame 2 (Course Introduction)
"Course Overview
"
"Process flow improvement techniques help to simplify the flow of a process. The main objective of improving the process flow is to reduce waste, cost and time.
"
Cost
Waste
Time
Duration: 1 Hour
"It will take you approximately an hour to complete this course.
"
Frame 3 (Course Introduction)
"Course Objectives
"
Define process flow and process flow improvement
Explain the benefits of process flow improvement
Explain the process flow improvement techniques to reduce waste
By the end of this course, you’ll be able to define process flow and process flow improvement. You’ll also be able to explain the benefits of process flow improvement. In addition, you’ll be able to explain the process flow improvement techniques used to reduce waste in a process.
Frame 4 (Course Introduction)
Navigation Help
Navigation in this course is simple and easy.
Roll over a button to view its description.
Menu: To view the menu, click the Menu button. The menu enables you to navigate to topics. It also shows the topics you have covered so far and the topics you still have to go through.
"Audio Transcript: To view the audio transcript, click the Audio Transcript button. To close it, click the button again.
"
"Exit Button: To exit the program, click the Exit button.
"
Next Button: To move to the next screen, click the Next button.
"Back Button: To move to the previous screen, click the Back button.
"
Replay Button: To replay the page from the beginning, click the Replay button.
Progress Bar: To scroll through the content of the current screen, drag the Progress Bar.
Help Button: To know about the interface elements and the navigational controls, click the Help button.
"Glossary Button: To know the glossary of technical terms, click the Glossary button. The glossary also includes acronyms and their definitions.
"
Volume Slider: To control the volume, drag the Volume Slider.
Audio Button: To turn the narration on or off, click the Audio button.
Pause Button: To play or pause the content of the current screen, click the Pause button.
Frame 5 (Process Flow Improvement: Overview)
"The Course Path
"
"The DMAIC Approach
"
"Process Flow Improvement: Overview
"
"Process Flow and Process Flow Improvement: Definitions
"
"Characteristics/Issues in Traditional Process Flows
"
Characteristics of an Ideal Process Flow
Benefits of an Ideal Process Flow
"There are two topics in this course – an overview of the Process Flow Improvement and The DMAIC Approach.
"
Let’s begin with the first topic – an overview of Process Flow Improvement. In this topic, you’ll first learn to define process flow and process flow improvement. Then, you’ll identify the characteristics or issues involved in a traditional process flow. Thereafter, you’ll learn about the characteristics of an ideal process flow. You’ll end this topic by looking at the benefits of an ideal process flow.
Frame 6 (Process Flow Improvement: Overview)
"Process Flow and Process Flow Improvement: Definitions
"
"W1
"
"W2
"
"W3
"
"W4
"
"W5
"
"W6
"
"Product A
"
A product travels through various workstations in a plant before it gets transformed from raw material to a finished good.
"A physical path through which a product travels is called a process flow.
"
A smooth and optimised process flow helps to minimise process cycle time and reduce wastes.
It is necessary to have a smooth and optimised process flow to minimise the process cycle time and reduce wastes.
"The simplification of the process flow by reducing the wastes, such as travel distance, travel time and process imbalance, is called process flow improvement.
"
"IMPROVED PROCESS FLOW
"
Frame 7 (Process Flow Improvement: Overview)
"Characteristics/Issues in a Traditional Process Flow
"
FEATURES
ISSUES
"Machines arranged in distinct functional compartments depending on the space availability
"
"Employees dedicated to some specific departments and workstations
"
"Use of expensive and multi-purpose equipment
"
"Use of general material handling equipment
"
"Production paced to standard hours and non-standard operations
"
"Increases the travel time and complexity of the process flow
"
"Creates an imbalanced working environment and increases the idle time
"
"Promotes batch production
"
"Increases the operators’ waiting time
"
"Adversely affects the flow of the process
"
"In a traditional process flow, machines are arranged in the distinct functional compartments depending on the space availability. The process sequence is not optimised. This can increase the travel time and complexity of the process flow.
"
Next, the employees are dedicated to some specific departments and workstations. They are not trained to be multi skilled. This can create an imbalanced working environment and increase the idle time.
Also, expensive and multi-purpose equipments are used for manufacturing. These may tend to break the process flow because their use promotes batch production rather than the one-piece flow. Batch production is used when there are changeover times involved between two references to be produced. Batch productions and changeover times hamper the flow of the process or a product.
Also, generalised (shared by many) material handling equipments, such as fork lifts, are used to move products. However the use of such equipments can increase the operators’ waiting time.
In addition to these, push production (which is paced to standard hours) and non-standard operations also affects the flow of the process.
CONCLUSION
Traditional process flows:
"Could have lengthy approach.
"
"Could result in increasing the travel distance and travel time.
"
"Tracing the process could result in a mangled spaghetti.
"
PowerSell
Station Director Customer Service
Ops Mgr
Fin Mgr
Acct Exec
St. Rtr.
Fin Clerk
Acct Asst.
Disc. Clerk
Ops Clerk
Rate Clerk
J. Q. Public.
Collector
ADD IT
Subliminal
"The process flow through different departments could be illogical and lengthy. It increases the travel distance or travel time or both. In the example shown, the office process flow has resulted in a mangled spaghetti.
"
Frame 8 (Process Flow Improvement: Overview)
"Characteristics of an Ideal Process Flow
"
"IDEAL PROCESS FLOW
"
"In an ideal process flow:
- Machines are created as per the process sequence.
- The workforce are multi skilled and flexible enough to move to any other workstation or department.
- Small and inexpensive equipment are used.
- U shape layouts in a counter clockwise direction are used.
- The one-piece production flow is used.
- The standard operations are properly defined and timed out.
- Production is paced to Takt (the rate at which the customer needs the product).
"
Frame 9 (Process Flow Improvement: Overview)
"Benefits of an Ideal Process Flow
"
"Reduced Process Cycle Time
"
"Reduced Cost
"
"Improved Communication
"
"Improved Quality
"
"So what are the benefits of an ideal process flow for an organisation?
An ideal process flow helps to reduce process cycle time and cost. It also helps to improve the product quality and communication.
"
"Click each benefit to learn more about it.
"
"In an ideal process flow, shorter process cycle times can be achieved due to:
- Reduced transportation time between operations
- Reduced queue time due to balanced and sychronised operations
- Product and people are equally busy (or occupied)"
"In an ideal process flow, cost reduction can be achieved due to:
- Less obsolescence and transportation risk
- Less inventory
- Optimised resource overhead, such as space and indirect labor
- Elimination of unnecessary operations"
"In an ideal process flow, quality can be improved due to:
- Visible processes and visible problems
- Improved operator skills and learning cycles"
"In an ideal process flow, communication can be improved due to:
- Faster feedback
- Better process knowledge as well as functional knowledge
- Better morale of people due to transparency"
Frame 10 (Process Flow Improvement: Overview)
Check Your Understanding
"Can you correctly identify the characteristics of an ideal process flow?
"
Characteristics
Use of batch production
Production paced to standard hours
Employees dedicated to many workstations
Use of small and inexpensive equipment
Arrangement of machines as per the space availability
Use of one-piece production flow
Production paced to the rate at which the customer buys the product
Employees dedicated to only one workstation
Use of expensive and multi-purpose equipment
Arrangement of machines as per the process sequence
"Drag the tick mark from the left to the appropriate characteristics on the right. When you’re done, click Submit.
"
Feedback
That’s correct. You have correctly identified the characteristics of an ideal process flow.
That’s incorrect. Please try again.
That’s incorrect. Close this pop-up to view the correct answers.
That’s not quite right. Please try again.
That’s not quite right. Close this pop-up to view the correct answers.
Submit
Frame 11 (The DMAIC Approach)
"The Course Path
"
Process Flow Improvement: Overview
"The DMAIC Approach
"
"Overview
"
"The Define Phase
"
"The Measure Phase
"
"The Analyse Phase
"
"The Improve Phase – Overview
"
"The Improve Phase – Eliminating or Removing the Non-Value-Added Activities
"
The Improve Phase – Performing Layout Improvement
"The Improve Phase – Creating a Ergonomic Workplace
"
The Improve Phase – Task Balancing
The Control Phase
Now that you know about the importance and characteristics of an ideal process flow, let’s move forward to our next topic – How to improve the process Flow, and the DMAIC Approach.
"In this topic, you’ll first learn about the DMAIC approach and its phases. You’ll start by determining the targets and problems in the Define phase. Next, you’ll learn how the key aspects of the current process can be measured and what tools can be used in the Measure phase.
Then, you’ll learn about the Analyse phase. Further, you’ll learn how the process performance can be improved by removing non-value-adding tasks, performing layout improvements, creating a focused workplace and balancing tasks. In the end, you’ll learn about the techniques to monitor the process improvements.
"
Frame 12 (The DMAIC Approach)
"Overview
"
"The DMAIC framework is an integral part of the Continuous Improvement approach that will help you to improve the process flow.
"
"The DMAIC is a framework that helps to improve the process flow layouts. It is an integral part of the Continuous Improvement approach. It includes various tools and techniques to create an effective process flow layout. This approach includes five phases, namely, Define, Measure, Analyse, Improve and Control.
Let’s now discuss these phases one by one starting with the Define phase.
"
"Continuous Improvement
"
"DEFINE
"
"MEASURE
"
"ANALYSE
"
"IMPROVE
"
"CONTROL
"
Frame 13 (The DMAIC Approach)
"The Define Phase
"
"The main purpose of the Define phase is to determine the target, the problem, the project goals, scope and resources and the customer deliverables.
"
"Process Flow Diagram
"
"Value Stream Map
"
"Spaghetti Diagram
"
"Transportation Diagram
"
"In the Define phase, you determine the target, the problem, the project goals, scope and resources and the customer deliverables.
In the Define phase, various tools can be used. These include:
- Process Flow Diagram
- Value Stream Map
- Spaghetti Diagram, and
- Transportation Diagram
"
Click each tool to view the sample diagram.
"A process flow diagram helps to represent the sequence of operations, storage and transportation involved in a process. Given below is the sample of a typical manufacturing process flow diagram.
"
"Incoming Material Storeroom
"
"Saw Room
"
"Lathe Room
"
"Grinding Room
"
"Milling Room
"
"Inspection
"
"Ship
"
"TIME
"
"OPERATION
"
"TRANSPORTATION
"
"STORAGE
"
DECISION
"GATHER MILLS
"
CUT-OFF
"TURN
"
"GRIND
"
MILL
SAW
GOOD PRODUCT?
YES
NO
"PACK & SHIP
"
A value stream map helps to give a complete Birds Eye view of a process.
A spaghetti diagram helps to highlight the criss cross and repeat movements that take place in a process flow.
"Tumble
"
Bench Area
"Inspection
"
Vacant Area
"Cast Clean
"
"Broach Area
"
Milling Area
Drilling Area
Heat Treat
A transportation diagram helps you measure the exact distances travelled by the product along the process path.
"SAW
"
"LATHE
"
GRIND
"MILL
"
"INSPECT
"
"SHIP
"
Frame 14 (The DMAIC Approach)
"The Measure Phase
"
"The main purpose of the Measure phase is to:
- Determine the key aspects of the current process
- Collect relevant data
- Confirm the current state or starting point
"
"Part Routers
"
"Time Study
"
"Task Time Chart
"
"Let’s now learn about the Measure phase of the DMAIC framework.
In the Measure phase, you measure the key aspects of the current process and collect relevant data. You confirm the current state or starting point, which includes lead time, service and quality.
To measure the process, you can use various means, such as Part Routers, Time Study data and Task Time Chart. Let’s now look at the samples of some of these means.
"
Click each means to view its description and sample diagram.
A part router is used to extract the details of the part routing data from the ERP system.
Step Number
"Station Name
"
"Percent Processed
"
Output (In Percent)
Kanban Loop
Safety Stock
Safety Stock Unit
"ASSEMBLY
"
"SOLDER
"
QC
"SHIPPING
"
N/A
"QUANTITY
"
A time study sheet or Methods Time Measurement (MTM) analysis sheet is used to obtain the standard time data for each process step. It provides the details of the time taken in each step to complete a task.
"Time Observation Sheet
"
"Process Name
"
Part Number
"Operator Cycle Time
Machine Cycle Time
"
"Date
"
"Observer
"
"Order of Operation/Element
"
Operation/Element Description
Observed Cycles
Operation/Element Time
The task time sheet gives a graphical presentation of the time consumed in each process and the bottleneck/constraint processes.
"Task Time (Processing Time) Chart
"
"Required Takt Time = 1.15
"
Operations
Minutes
"Turn
"
"Drill
"
Finish
Paint
Ship
MEASURE
Frame 15 (The DMAIC Approach)
"The Analyse Phase
"
"The main purpose of the Analyse phase is to identify the root cause of the variation and to propose solutions.
"
Value Add Analysis - Current
Takt Time = 55 Sec
Takt Time (Seconds)
Task #
CVA Time
BVA Time
NVA Time
SCRAP
SETUP
DOWNTIME
FLOW
OPERATION TIME
REWORK
OPERATORS
AJAY, RAJESH, GOVIND, KARAN, GURU, KESHAV, RAVI, MADHU
SAW, LATHE, GRIND, MILL, INSPECT
First Training Priority
Second Training Priority
Fully Trained
Training in Progress
Data
Setup Time
P/N 001, P/N 002
Processing Time
Batch Size
P/N001, P/N002
Batch Size
Rework/Scrap
Machine Downtime
Available Labour (In Hours)
Queue Times
10 minutes, 15 minutes, 20 minutes, 22 minutes, 25 minutes, 8 minutes, 2 minutes
2 seconds, 5 minutes 10 minutes, 13 minutes 30 seconds
2%, 5%, 10%, 3%, 1%
30 minutes/week, 1 hour/week,
15 per day
2 hours, 30 minutes, 3 hours
Saw, Lathe, Grind, Mill, Inspect
Part Number
Volume
From
To
Necessary
Important
Not Necessary
Value Add Analysis
Time Trap Identification
Operator Skill Matrix
Process Flow Data Matrix
Process Flow Part Number/Volume Matrix
Process From-To Diagram
Process Flow Area Inter-Relation Diagram
"Let’s now learn about the Analyse phase of the DMAIC framework.
In the Analyse phase, you identify the root cause of the variation and poor performance. You also identify the areas of improvement and propose the solutions to remove waste and optimise flows. Various techniques can be used to analyse data in this phase. These are:
- Value Add Analysis
- Time Trap Identification
- Operator Skill Matrix
- Process Flow Data Matrix
- Process Flow Part Number/Volume Matrix
- Process From-To Diagram, and
- Process Flow Area Inter-Relation Diagram
"
"Click each technique to view the enlarged image with its description.
"
This chart is used to identify and prioritise opportunities for reducing the Non-Value-Adding (NVA) time, Business Non-Value-Adding (BVA) time and Value-Adding (VA) time. Note that the processes that are constraints to meet the Takt Time are targeted first. Once they have been reduced below the Takt time, necessary steps can be taken to decrease the NVAs in the other processes.
The Time Trap Identification technique is used to analyse the reason for bottlenecks in the process. Bottlenecks or time traps in the process are created due to various reasons, such as scrap, machine/process down times, set up change over times, rework and long operation times. All these increases processing times which in turn lowers the output. Therefore, it is necessary to analyse these factors to remove time traps.
The Operator Skill Matrix helps to analyse the operators’ skills and draw up an ‘operator skill matrix’. Below is an example of the Operator Skill Matrix:
The Process Flow Data Matrix helps to analyse the gathered data.
The Process Flow Part Number/Volume Matrix is used to highlight the volume of parts moving between departments or operations.
The Process From-To Diagram highlights the distance parts that have to move between departments or operations.
"This diagram is a combination of Process Flow Part Number/Volume Matrix and Process From-To Matrix. It is created to analyse how the departments/stations/ functions can be put closely so that the organisation can ensure better communication without any transportation waste.
"
Frame 16 (The DMAIC Approach)
"The Improve Phase – Overview
"
"In the Improve phase, you optimise the current process and take necessary actions to improve the process performance. To improve the process flow, you need to take various improvement steps, including:
"
Selecting an appropriate process flow
Improving the work environment
"Balancing tasks or operations
"
"Identifying and removing non-value-adding tasks
"
"Let’s now move to the Improve phase of the DMAIC framework.
Based on the data analysis in the Improve phase, you optimise the current process and improve the process performance by addressing and eliminating the root causes.
To improve the process flow, you need to take various improvement steps. First, you need to identify and remove the tasks that are not adding any value to the process. Next, you need to select an appropriate process flow that can maximise the benefits to the organisation. In addition to these, you need to focus on improving the workplace environment by arranging personnel, tasks and equipment in an efficient manner, making the equipment portable and performing digitisation. You should also focus on balancing or operations.
Let’s now discuss every task in detail."
Frame 17 (The DMAIC Approach)
"The Improve Phase – Eliminating or Removing the Non-Value-Added Activities
"
"1. Transportation or handling (T)
"
"2. Inventory/Storage (I)
"
"3. Motions: (M)
Non value added motion"
"4. Waiting time (W)
To finish the cycle for part or finisshed good"
"5. Over production: (O)
Manufacture more
manufacture too early"
"6. Over Processing or administrative: (O)
All steps unnecessary"
7. Defects, Rework, (D) Inspection
Handling
"Paperwork
"
"Proofreading
"
"Logging information
"
"Waiting Time
"
"Counting, Issuing and Retrieving
"
"Checking calculations
"
"Sorting work
"
"Inspecting and checking
"
Reviewing and approving
Moving and setup
Monitoring work
Any type of rework
"To improve a process flow, you should first eliminate the seven types of wastes, namely, Transportation or Handling, Inventory or Storage, Motions, Waiting Time, Over Production, Over Processing or Administrative, and Defects, Rework and Inspection.
Additionally, you must eliminate or reduce the non-value-adding activities, such as:
- Handling
- Paperwork
- Counting, issuing and retrieving
- Waiting time
- Proofreading
- Inspection and checking
- Sorting work
- Logging information
- Checking calculations
- Reviewing and approving
- Moving and setup
- Monitoring work and
- Any type of rework"
Frame 18 (The DMAIC Approach)
"The Improve Phase – Performing Layout Improvement
"
"Some of the process flow layouts that can be adopted are:
"
"Next, you should select a process flow that can reduce the travel time or distance and maximise the benefits. There are various process flow layouts, such as U Shape cell, T Line cell and Z Line cell, that can be used for a process structure. Before selecting a process flow, you should be aware of the benefits associated with that particular flow.
"
"Click each process flow to learn about its advantages.
"
"
- Easy to view the entire product path
- Easy to operate multiple machines
- Single location material handling
- Facilitate process ownership and mutual aid"
"
- Used for products requiring two or more input sources
- Beneficial for cells that run two or more different end products with common or uncommon operations"
"
- Beneficial for buildings around monuments (oven and machining centers) or other constraints
- Allows operators to manage more than one machine or operation"
Frame 19 (The DMAIC Approach)
"The Improve Phase – Creating a Ergonomic Workplace
"
Arduous zone
"Acceptable zone
"
"Comfort zone
"
"2-hand zone
"
"Work Flow
"
"You should also focus on improving the workplace environment. Always try to make the machines portable, that is, they should be movable on carts and rollers, whenever possible. This helps in affecting quick layout changes and improves flexibility.
"
"Focus on arranging the materials and tools as per the Principles of Motion Economy.
"
"You should focus on designing workplaces using ergonomically acceptable working zones to optimise motions and the process cycle time.
"
Frame 20 (The DMAIC Approach)
"The Improve Phase – Task Balancing
"
"Task balancing is performed to reduce the NVA time and move tasks from one operation to another to achieve cycle times less than the takt time.
"
Value Add Analysis - Current
Takt Time = 55 Sec
Takt Time (Seconds)
Task #
CVA Time
BVA Time
NVA Time
"Unbalanced Task Times with large NVAs
"
"NVAs reduced and Balanced Task Times less than the Takt time
"
"Task balancing is done with the objective of
1. Reducing the NVA time, and
2. Moving tasks from one operation to another to achieve cycle times less than the takt time.
Analyse the samples of the value adding diagrams before and after balancing. "
Frame 21 (The DMAIC Approach)
The Control Phase
"The Control phase:
- Is a critical phase of any improvement process.
- Helps to monitor and validate the performance of improvements.
- Must be continued for a substantial period of time to establish the results beyond doubt.
"
"Finally, let’s now look at the Control phase of the DMAIC framework in detail.
The Control phase is a very critical phase in any improvement process. In this phase, you continuously monitor the process and validate the performance improvements. Also, you confirm the sustainability of the performance improvements over time. This phase must be continued for a longer period of time (could be from 4-12 weeks) to ensure that the improvements are sustained.
To monitor, you need to create visual tools to prevent defects, ease training burden, and establish accountability and ownership. These visual tools are:
- Standard operating procedures or work instructions
- Standard layouts
- Takt boards and
- Metrics and dashboards"
S. O. P.
RESP.
DATE
ACTION
"PCT and PCE (Appl, Proc, Appr, Close)
"
PCT (Days)
PCE (%)
PCT
PCT Goal
PCE
PCE Goal
Jan
Feb
Mar
Apr
May
June
Jul
Aug
Sep
Oct
Nov
Dec
Closes & On-Time Completions
Shipments (000s)
OTC (%)
Closes
Closes Goal
OTC
Customer Satisfaction (Post-Clove Survey Results)
CS (%)
CS
CS Goal
OP #1, OP #2
Loans-In-Process (Appl, Proc, Appr, Close)
LIP (MMs)
Appl
Proc/App
Close
Rolled Throughout Yield (Appl, Proc, Appr, Close)
RTY
RTY Goal
Overhead Labor Productivity
OLP Productivity
OLP Productivity Goal
Frame 22 (The DMAIC Approach)
Check Your Understanding
Can you correctly match the activities performed in each phase of the DMAIC approach?
Activities
Phase
Determine the targets
Determine the key aspects of the current process
Identify the root causes
Optimise the current process
Monitor and validate the process improvements
Define
Measure
Analyse
Improve
Control
"Drag the activities from the left to the appropriate phase on the right. When you’re done, click Submit.
"
Feedback
"That’s correct. You have correctly matched the activities with each phase.
"
That’s incorrect. Please try again.
That’s incorrect. Close this pop-up to view the correct answers.
That’s not quite right. Please try again.
That’s not quite right. Close this pop-up to view the correct answers.
Submit
Frame 23 (The DMAIC Approach)
Check Your Understanding
"You’re manufacturing a product that requires input from two or more sources. Which of the following process flow layouts you could use?
"
"U Shape
"
"T Line
"
"Z Line
"
"Select the correct option and then click Submit.
"
Feedback
You’re correct. T Line process flow layout is useful for products that require inputs from two or more sources.
That’s incorrect. Please try again.
That’s incorrect. The T Line process flow layout is useful for products that require input from two or more sources.
Submit
Frame 24 (The DMAIC Approach)
Check Your Understanding
"What actions are necessary to improve the workplace Ergonomics? (Multiple answers accepted)
"
"Arranging the personnel, tasks and equipment in an efficient manner
"
"Making the machines portable
"
"Performing digitisation
"
"Balancing the task time
"
"Select the correct options and then click Submit.
"
Feedback
You’re correct. You should improve the workplace ergonomics by arranging the personnel, tasks and equipment in an efficient manner, make the equipment portable and perform digitisation.
That’s incorrect. Please try again.
"That’s incorrect. You should improve the workplace ergonomics by arranging the personnel, tasks and equipment in an efficient manner, make the equipment portable and perform digitisation.
"
That’s not quite right. Please try again.
That’s not quite right. You should improve the workplace ergonomics by arranging the personnel, tasks and equipment in an efficient manner, make the equipment portable and perform digitisation.
Submit
Frame 25 (Process Quality Approach)
"Your Path Ahead
"
Bernard (Production Manager)
Esther (Methods Manager)
Nicholas (Lean Expert)
"After the session, Nicholas meets Bernard and Esther to ask them about their learning on process flow improvement and how it will help them in improving their respective production processes.
"
"Let’s first listen to the conversation between Bernard and Nicholas.
"
Click the Next or Previous button in the top right corner of your screen to view the conversation.
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Bernard, I hope you now have a good understanding of the issues involved in your process.
Yes Nicholas! Now I’m aware that the use of expensive general purpose equipment could promote batch production, which in turn increases the waiting/idle times.
"So, what could you do to improve this?
"
"We’ll work to reduce our dependency on heavy and expensive machines and rather use less expensive and specific machines. Next, we’ll pace our production process per the customer’s product requirement rather than standard pace rates.
"
"That’s great Bernard. You’ve correctly identified the flaws in a process and the ways to improve the process. Let’s talk to Esther now to see what she has to share.
"
"Esther, I hope you’ve understood the features of an effective process flow and how it can be improved.
"
"Yes. I’ve clearly understood the approach to improve the process flow.
"
So, what will be your action plan now?
"Nicholas, we’ll work on using the DMAIC approach to improve the process flow. We will remove the NVAs in our process, balance the tasks, create ergonomic workplaces, make proper arrangements of machines and do the training of our employees to multi skill them. We will also closely monitor the improvements to maintain the new standards.
"
"That’s great! All the best to both of you.
"
"Thank you Nicholas.
"
Frame 26 (Let’s Recap)
"Key Takeaways
"
Congratulations! You have completed the course on Introduction to Process Flow Improvement.
"Here are a few takeaways from this course:
- The physical path through which a product travels is called a process flow.
- Simplification of the process flow by reducing wastes, such as travel distance and travel time, is called process flow improvement.
- In the traditional process flow, machines are arranged in distinct functional compartments depending on the availability of space.
- An ideal process flow helps to reduce process cycle time and cost. It also helps to improve product quality and communication.
- DMAIC is a framework that helps to improve the process flow layout. This framework works in five phases, namely, Define, Measure, Analyse, Improve and Control.
- In the Define phase, you determine the target, the problem, the project goals, scope and resources and the customer deliverables.
- In the Measure phase, you measure the key aspects of the current process and collect relevant data.
- In the Analyse phase, you identify the root cause of the variation and poor performance.
- In the Improve phase, you optimise the current process and improve the process performance by addressing and eliminating the root causes.
- In the Control phase, you continuously monitor the process and validate the performance improvements.
"
Frame 27 (Let’s Recap)
"Resources
"
"To know more about lean processes, you can explore the wealth of information available in Schneider Electric Intranet using the link displayed on your screen.
"
Frame 48 (Post Assessment)
Post Assessment
"Now that you have completed the course, it is time to test what you’ve learnt.
There are 10 questions in this test. Each question carries equal marks. There is no negative marking. The passing percentage for this test is 80. So you need to answer at least 8 questions correctly to clear the test.
While taking the test, you cannot return to the previous question or move to the next one without attempting the current question. There is no time limit, so you can take your time to consider each question carefully before attempting.
Click Start to begin the assessment.
Good Luck!
"
Start
Question 1:
What is the need for process flow improvement in a manufacturing process?
To eliminate operational wastes
To create a detailed process plan
To train employees
To improve the 5S and Visual Management on shop floor
Select the correct option and then click Submit.
Question 2:
While making process flow improvements using the DMAIC approach, you’ve identified the causes of poor performance and high transportation waste. What should your next step be?
Optimise the current process
Monitor the process
Determine the targets of the current process
Measure the key aspects of the current process
Select the correct option and then click Submit.
Question 3:
In an ideal process flow:
Machines are arranged as per the process sequence
Expensive and specialised material handling equipment are used
One-piece production flow is used
Production is paced to the rate at which the customer buys the product
Select the correct options and then click Submit.
Question 4:
What are the objectives of the Process Flow Improvement approach?
To reduce transportation waste
To create a balanced and synchronised process flow
To align the Production Rate to the Takt rate
All of the above
Select the correct option and then click Submit.
Question 5:
"Identify the correct sequence of the activities (DMAIC) that should be performed to improve the process flow.
1. Determine the targets
2. Determine the key aspects of the current process
3. Optimise the current process
4. Identify the causes of poor performance and the areas of improvement
5. Monitor and validate the performance improvements
"
1, 2, 4, 3 & 5
2, 3, 4, 1 & 5
2, 1, 4, 3 & 5
Select the correct option and then click Submit.
Question 6:
Identify the tasks that you should perform in the Improve phase of the DMAIC approach.
Identifying and eliminating the non-value adding tasks
Improving the workplace environment
Reducing the NVA time
All of the above
Select the correct option and then click Submit.
Question 7:
Which diagram is used to identify and prioritise opportunities for reducing the NVA, BVA and CVA time?
Value Add Analysis Chart
Process Flow Diagram
Spaghetti Diagram
Task Time Chart
Select the correct option and then click Submit.
Question 8:
Which of the following tools are normally used in the Measure phase?
MTM Study Sheets
Spaghetti Diagram
Time-Trap Analysis
Value Added Analysis
Select the correct options and then click Submit.
Question 9:
Identify the non-value-adding tasks that should be reduced or eliminated to improve the process flow.
Work sorting
Inspection and checking
Paperwork
Screwing
Select the correct options and then click Submit.
Question 10:
Which process flow layout works best for building products around monuments (huge equipment like ovens and machining centres)?
Z Line Cell
U Shape Cell
T Shape Cell
Select the correct option and then click Submit.
Question 11:
Which of the following tools are normally used in the Measure phase?
Part Routers
Time Study
Operator Skill Matrix
Takt Boards
Select the correct options and then click Submit.
Question 12:
What are the benefits of using a U-shaped cell?
Easy to operate multiple machines
Visually looks the best
Easy to view the entire product/process path
Facilitates mutual aid
Select the correct options and then click Submit.
Question 13:
Which of the following tool is used to highlight the volume of parts moving between various departments?
Process Flow Part Number/Volume Matrix
Process Flow Data Matrix
Operator Skill Matrix
Select the correct option and then click Submit.
Question 14:
In process flow improvement, what does the term ‘Takt time’ signify?
The rate at which the customer needs the products
The speed of the process cycle
The standard time for the production process
The actual production time between two consecutive parts
Select the correct option and then click Submit.
Question 15:
"In which phase of the DMAIC approach would you determine the target, the problem, the project goals and the customer deliverables?
"
The Define phase
The Measure phase
The Analyse phase
The Improve phase
The Control phase
Select the correct option and then click Submit.
Question 16:
What are the benefits of an ideal process flow?
It reduces waiting time.
It improves operator skills.
It improves machine and operator efficiency.
It reduces transportation waste.
It improves product quality.
Select the correct options and then click Submit.
Question 17:
What is the main objective of the Measure phase?
Understanding the current process
Identifying the root cause
Implementing actions
Identifying the project goals
Select the correct option and then click Submit.
Question 18:
What are the issues in a traditional process flow?
Imbalanced working steps
Increased travel time and distance
Increased operator waiting time
Incorrect standard times
Select the correct options and then click Submit.
Question 19:
Which tool is NOT used in the Control phase?
Takt Boards
Metrics and Dashboards
Standard Operating Procedures
Time Trap Identification
Select the correct option and then click Submit.
Question 20:
A spaghetti diagram helps you measure the exact distances travelled by the product along the process path.
True
False
Select the correct option and then click Submit.
Question 21:
Which of the following tools can be used to determine the project goals and customer deliverables?
Process Flow Diagram
Transportation Diagram
Value Stream Map
Part Routers
Select the correct options and then click Submit.
Question 22:
While implementing the process flow improvement through the DMAIC approach, you’ve identified the root causes and performed the necessary steps to eliminate them. What should be your next step?
Determine the customer deliverables
Eliminate non-value-adding tasks
Monitor the process
Determine the key aspects
Select the correct option and then click Submit.
Question 23:
The key activities in the Improve phase of process flow improvement are:
Balancing the tasks
Improving the workplace arrangements and ergonomics
Eliminating the NVAs in the process steps
Process investment analysis
Select the correct options and then click Submit.
Question 24:
During which phase of the DMAIC approach, the workplace position of parts and tools done?
The Improve phase
The Define phase
The Measure phase
The Control phase
The Analyse phase
Select the correct option and then click Submit.
Question 25:
Which tools can be used to identify the root cause of variations and poor performance?
Value Add Analysis
Time Trap Identification
Process Flow Data Matrix
Operator Skill Matrix
All of the above
Select the correct option and then click Submit.
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Schneider Electric
GSC Academy
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You have successfully completed the following e-learning module:
"Introduction to Process Flow Improvement
"
Print Certificate
Glossary
Process Flow
Process Flow Improvement
Takt
DMAIC
Define
Measure
Analyse
Improve
Control
U Shape Cell
T Line Cell
Z Line Cell
Non-Value-Adding Tasks
"The physical path through which a product travels.
"
The simplification of process flow by reducing transportation waste, such as travel distance and travel time.
The rate at which the customer needs the product.
A Continuous Improvement methodology that helps to improve process flow layouts. This approach includes five phases, namely, Define, Measure, Analyse, Improve and Control.
The first phase of the DMAIC approach. In the Define phase, we determine the target, the problem, the project goals, scope and resources and the customer deliverables.
The second phase of the DMAIC approach. The Measure phase is a data gathering phase, where we measure the key aspects of the current process and collect relevant data.
The third phase of the DMAIC approach. In the Analyse phase, we identify the root cause of the variation and poor performance.
The fourth phase of the DMAIC approach. The Improve phase is an implementation phase where we optimise the current process and improve the process performance by addressing and eliminating the root causes.
The fifth phase of the DMAIC approach. The Control phase is the most critical phase where we continuously monitor the process and validate the performance improvements.
"A process flow layout to smoothen and minimise travel distance, time and wastes. In the U Shape process layout, it is easy to view the entire product path and facilitates operation of multiple machines.
"
"A process flow layout to minimise travel distance and time. The T Line process layout may be used for products requiring two or more input sources.
"
"A process flow layout to minimise travel distance and time. The Z Line process layout may be used for for building processes around monuments or large equipment likeovens and machining centres or other constraints. It also allows operators to manage more than one machine or operation.
"
Tasks that do not add any value to the product or customer. These tasks should be reduced or eliminated.
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Introduction
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Yes
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Bienvenue au cours relatif à l'introduction à l'amélioration de la fluidité du processus !
Nous, Schneider Electric, faisons en sorte que le processus d'amélioraton de la performance d'un produit dans une usine soit court et bien optimisé afin de réduire tous types de déchets.
W1
W2
W3
Processus optimisé et sans heurts
Délai de production réduit
Afin d'optimiser la performance d'un processus, nous adoptons le diagostic lean standard et l'approche d'amélioration, le DMAIC et plusieurs autres approches relatives aux techniques de l'amélioration de la fluidité du processus.
Définir
Mesurer
Analyser
Améliorer
Contrôler
Amélioration de la fluidité du processus
Avez-vous hâte d'acquérir davantage les techniques d'amélioration de la fluidité du processus ?
Avez-vous hâte de connaître davantage les raisons d'adoption de l'amélioration de la fluidité du processus ?
Avez-vous hâte de connaître davantage les caractéristiques d'une fluidité idéale du processus ?
Avez-vous hâte de connaître votre capacité à améliorer la fluidité d'un processus?
Avez-vous aussi hâte de connaître les outils nécessaires à l'amélioration de la fluidité d'un processus ?
Vous trouverez les réponses à ces questions et à plusieurs autres dans le présent cours.
Démarrer
Cliquez sur Démarrer pour commencer le cours.
Cadre 1 (Introduction au cours)
Introduction à l'amélioration de la fluidité du processus
Introduction au scénario
Temps restant :
Par
Bernard (Directeur de la production)
Esther (Gestionnaire des méthodes)
Nicholas (Expert Lean)
Bernard et Esther gèrent le processus de production au sein de l'usine de fabrication Schneider Electric depuis longtemps. Ils déploient des efforts soutenus pour améliorer leur productivité. Cependant, ils sont confrontés au problème de cycles lents de production et par conséquent, ne parviennent pas à atteindre les objectifs de production.
Ainsi, ils ont décidé d'aborder Nicholas, qui est un expert Lean auprès de Schneider Electric, pour discuter du processus de production et identifier les causes du gaspillage considérable.
Écoutons d'abord la conversation entre Bernard et Nicholas.
Cliquez sur le bouton Suivant ou Précédent au coin supérieur droit de votre écran afin d'afficher la conversation.
Suivant
Précédent
Bonjour Nicholas ! Comment allez-vous ?
Je vais bien Bernard ! Merci. J'ai appris que vous faites face à des problèmes liés au processus de production.
Oui, Nicholas. Nous nous servons de plusieurs équipements coûteux et à usage spécifique dans le cadre de la production. Le processus de production se déroule également au rythme du temps standard. Mais ledit processus est toujours très lent et nous payons des coûts énormes du fait de nombreuses pertes.
Bernard, cela veut dire qu'il faudrait améliorer la fluidité du processus.
Alors, comment pouvons-nous y parvenir?
Il existe des approches d'amélioration de fluidité du processus dont vous pouvez utiliser pour optimiser et rentabiliser ledit processus. Nous en discuterons en détails. Mais avant cette discussion, écoutons aussi ce que Esther a à dire concernant les problèmes relatifs aux opérations dont elle a la responsabilité.
Bonjour Nicholas. J'espère que vous allez bien.
Je vais très bien, Esther. Et le boulot ?
Pas vraiment bien. Nous avons du mal à identifier les pertes encourues au cours du processus.
Pouvez-vous me parler des performances de votre processus ?
Bien sûr ! Nous avons considéré la disponibilité de l'espace comme un facteur important dans le cadre de la réparation de nos machines. En outre, nos employés s'activent auprès des directions ou entrepôts bien précis. Mais nous ne parvenons pas encore à respecter les délais de livraison des clients.
Esther, le déroulement de votre processus semble très contraignant. Il faut améliorer sa fluidité. Essayons de trouver le moyen d'améliorer la situation par le biais des techniques d'amélioration de la fluidité du processus.
Cadre 2 (Introduction au cours)
Aperçu du cours
Les techniques d'amélioration de la fluidité du processus permettent de simplifier le déroulement d'un processus. L'amélioration du déroulement du processus a pour principal objectif de réduire la perte, le coût et le temps.
Coût
Perte
Temps
Durée : 1 heure
Le cours dure environ une heure
Cadre 3 (Introduction au cours)
Objectifs du cours
Définition du déroulement du processus et de l'amélioration de la fluidité du processus
Explication des avantages liés à l'amélioration de la fluidité du processus
Explication de techniques d'amélioration de la fluidité du processus visant à réduire les pertes
À la fin du présent cours, vous devez être capable de définir la fluidité du processus et l'amélioration de la fluidité du processus. Vous devez aussi être capable d'expliquer les avantages liés à l'amélioration de la fluidité du processus. De plus, vous devez être capables d'expliquer les techniques d'amélioration de la fluidité du processus utilisées pour réduire les pertes dans un processus.
Cadre 4 (Introduction au cours)
Aide à la navigation
La navigation dans le présent cours est simple et facile.
Retourner un bouton pour afficher sa description.
Menu : Pour ouvrir le menu, cliquez sur le bouton Menu. Le menu permet de naviguer vers les thèmes. Il présente également les thèmes traités jusqu'ici et les thèmes à aborder plus tard.
Transcription Audio : Pour afficher la transcription audio, cliquez sur le bouton Transcription Audio. Pour fermer cette commande, cliquez de nouveau sur le même bouton.
Bouton de Sortie : Pour quitter le programme, cliquez sur le bouton Quitter.
Bouton Suivant : Pour passer à l'écran suivant, cliquez sur le bouton Suivant.
Bouton Précédent : Pour passer à l'écran précédent, cliquez sur le bouton Précédent.
Bouton Relire : Pour afficher de nouveau la page dès le début, cliquez sur le bouton Relire.
Barre de Progression : Pour faire défiler le contenu de l'écran actuel, faites glisser la Barre de Progression.
Bouton d'Aide : Pour afficher les éléments de l'interface et les commandes de navigation, cliquez sur le bouton Aide.
Bouton du Glossaire : Pour afficher le glossaire des termes techniques, cliquez sur le bouton Glossaire. Ce glossaire contient aussi des acronymes et leurs définitions.
Réglage du Volume: Pour régler le volume, faites glisser le Réglage du Volume.
Bouton Audio : Pour allumer ou éteindre un commentaire, cliquez sur le bouton Audio.
Bouton de Pause : Pour lire ou interrompre le contenu de l'écran actuel, cliquez sur le bouton Pause.
Cadre 5 (Amélioration de la fluidité du processus : Aperçu)
Le plan du cours
L'approche DMAIC
Amélioration de la fluidité du processus : Aperçu
Fluidité du processus et amélioration de la fluidité d'un processus: Définitions
Caractéristiques/ Questions de fluidités ordinaires d'un processus
Caractéristiques de la fluidité idéale d'un processus
Avantages de la fluidité d'un processus idéal
Le présent cours est constitué de deux thèmes : un aperçu de l'amélioration de la fluidité du processus et de l'approche DMAIC.
Commençons par le premier thème : une vue d'ensemble sur l'amélioration de la fluidité du processus. Dans le présent chapitre, vous devez d'abord être capable de définir fluidité du processus et l'amélioration de la fluidité du processus. Ensuite, être capable d'identifier les caractéristiques ou les questions relatives à la fluidité ordinaire du processus. Puis, acquérir les caractéristiques de la fluidité idéale du processus. Vous devez achever ce chapitre en tenant compte des avantages de la fluidité idéale du processus.
Cadre 6 (Amélioration de la fluidité du processus : Aperçu)
Fluidité du processus et amélioration de la fluidité du processus : Définitions
W1
W2
W3
W4
W5
W6
Produit A
Un produit traverse divers postes de travail avant sa transformation en un produit fini.
La fluidité du processus est la voie physique par laquelle passe un produit.
La fluidité du processus rentable et optimisé permet de réduire la durée du cycle du processus et de minimiser les pertes.
Il est nécessaire d'adopter une certaine douceur et une fluidité optimisée du processus afin de réduire la durée du cycle du processus et de minimiser les pertes.
On entend par amélioration de la fluidité du processus la simplification des performances de ce processus par la réduction des pertes, tels que la distance parcourue, la durée du déplacement et le déséquilibre du processus.
FLUIDITÉ AMÉLIORÉE DU PROCESSUS
Cadre 7 (Amélioration de la fluidité du processus : Aperçu)
Caractéristiques/ Questions de fluidité ordinaire du processus
CARACTÉRISTIQUES
QUESTIONS
Machines classées en différents compartiments fonctionnels, selon l'espace disponible
Employés dévoués auprès des directions et des services bien précis
Utilisation d'un équipement coûteux et multifonctionnel
Utilisation d'un matériel général de manutention
La production obtenue à des heures normales et lors des opérations non conventionnelles
Augmente la durée du déplacement et renforce la complexité de la fluidité du processus
Favorise un environnement de travail déséquilibré et augmente le temps mort
Favorise la production en lot
Prolonge le délai d'attente des opérateurs
Affecte la fluidité du processus
Dans le cadre de la fluidité ordinaire d'un processus, l'on classe les machines dans différents compartiments fonctionnels, selon l'espace disponible. La non-optimisation de la séquence d'un processus peut augmenter la durée du déplacement et renforcer la complexité de la fluidité du processus.
Par la suite, les employés s'activent auprès des directions et des services bien précis. On ne les forme pas à la polyvalence, car cette situation peut favoriser un environnement de travail déséquilibré et augmenter le temps d'arrêt.
En outre, les équipements coûteux et multifonctionnels sont destinés à la fabrication. Ils sont susceptibles d'affecter la fluidité du processus, car ils favorisent la production en lot plutôt que la fluidité d'une pièce. On se sert de la production en lot lorsque des changements s'opèrent pendant plusieurs années entre deux productions de référence, à savoir les productions de petite série et les moments de transition
De même, on utilise les matériels de manutention généralisée (utilisés par bon nombre), tels que les lève-palettes, pour déplacer les produits. Cependant, l'utilisation de tels équipements peut prolonger le délai d'attente des opérateurs.
De plus, la production poussée (obtenue aux heures normales) et les opérations non conventionnelles affectent la fluidité du processus.
CONCLUSION
Les fluidités ordinaires du processus :
Pourraient avoir une très longue approche
Pourraient entraîner l'augmentation de la distance parcourue et de durée du déplacement.
Suivre le processus pourrait couper un spaghetti.
Vente à succès
Responsable de Poste Service Clientèle
Directeur des opérations
Directeur financier
Chef comptable
St. Rtr.
Commis financier
Assistant comptable
Commis à l'escompte
Commis des opérations
Commis à la tarification
J. Q. Public.
Encaisseur
AJOUT
Subliminal
La fluidité du processus par le biais de différentes directions pourrait être illogique très long. Elle augmente la distance parcourue ou la durée du déplacement ou encore les deux. Dans l'exemple montré, la fluidité d'une procédure administrative a entraîné une coupure de spaghetti.
Cadre 8 (Amélioration de la fluidité du processus : Aperçu)
Caractéristiques de la fluidité idéale du processus
FLUIDITÉ IDÉALE D'UN PROCESSUS
Dans le cadre de la fluidité idéale du processus : - Les machines sont fabriquées selon la séquence du processus. - La main d'œuvre est polyvalente et suffisamment flexible pour s'activer auprès d'un autre service ou d'une autre direction. - L'utilisation d'un petit équipement coûteux. - L'utilisation des dispositions en forme U dans le sens anti-horaire. - L'utilisation de la fluidité de production à une pièce. - Les opérations conventionnelles sont bien définies et fixées. - La production évolue en fonction du Takt (taux d'achat du produit).
Cadre 9 (Amélioration de la fluidité du processus : Aperçu)
Avantages de la fluidité d'un processus idéal
Durée réduite du cycle du processus
Réduction du coût
Amélioration de la communication
Amélioration de la qualité
Quels sont les avantages de la fluidité idéale du processus pour une organisation ? La fluidité idéale du processus permet de réduire la durée du cycle et le coût. Elle permet également d'améliorer la qualité du produit et de la communication.
Cliquez sur chaque avantage pour en savoir davantage.
Dans le cadre de la fluidité d'un processus idéal, les durées les plus courtes du cycle d'un processus peuvent être atteintes grâce à: - la durée du déplacement entre les opérations - la durée réduite d'attente en raison des opérations objectives et synchronisées - du produit et des personnes occupées
Dans le cadre de la fluidité idéale du processus, la réduction du coût peut s'effectuer grâce à: - l'obsolescence minimale et du risque de déplacement - au surcroît optimisé de ressource, tels que l'espace et la main d'œuvre indirecte - à l'élimination des opérations inutiles
Dans le cadre de la fluidité idéale du processus, on peut améliorer la qualité grâce à: - des processus visibles et des problèmes identifiables - des compétences améliorées de l'opérateur et des cycles d'apprentissage
Dans le cadre de la fluidité d'un processus idéal, on peut améliorer la communication grâce: - à une réponse plus rapide - à une meilleure connaissance du processus et du fonctionnement - au meilleur moral des personnes du fait de la transparence
Cadre 10 (Amélioration de la fluidité du processus : Aperçu)
Évaluez vos connaissances
Êtes-vous capable de correctement identifier les caractéristiques liées à la fluidité idéale du processus ?
Caractéristiques
Utilisation de la production de petite série
Production en fonction des heures normales
Employés dévoués auprès de plusieurs services
Utilisation d'un petit équipement coûteux
Classement des machines en fonction de l'espace disponible
Utilisation de la fluidité d'une production à une pièce
Production selon le taux d'achat du produit par la clientèle
Employés dévoués auprès d'un seul service
Utilisation d'un équipement coûteux et multifonctionnel
Classement des machines en fonction de la séquence du processus
Faites glisser la marque en gras de la gauche vers les caractéristiques appropriées à droite. Ensuite, cliquez sur Soumettre.
Réaction
Bonne réponse. Vous avez correctement identifié les caractéristiques de la fluidité idéale du processus.
Mauvaise réponse. Veuillez réessayer
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Mauvaise réponse. Veuillez réessayer
Mauvaise réponse. Fermez ce pop-up pour afficher les bonnes réponses.
Soumettre
Cadre 11 (L'approche DMAIC)
Le plan du cours
Amélioration de la fluidité du processus : Aperçu
L'approche DMAIC
Aperçu
La phase de définition
La phase de mesure
La phase d'analyse
La phase d'amélioration : Aperçu
La phase d'amélioration : Élimination ou retrait des activités sans valeur ajoutée
La phase d'amélioration : Amélioration de la disposition
La phase d'amélioration : Création d'un poste de travail ergonomique
La phase d'amélioration : Équilibrage d'une tâche
La phase de contrôle
À présent que vous connaissez l'importance et les caractéristiques de fluidité idéale du processus, passons au chapitre suivant : Comment améliorer la fluidité du processus, et l'Approche DMAIC.
Dans le cadre du présent chapitre, vous aborderez l'approche DMAIC et ses différentes phases. Vous commencerez par déterminer les objectifs et les problèmes dans la Phase de définition. Ensuite, vous aborderez les principaux aspects relatifs à la mesure du processus actuel et l'utilisation des outils dans la Phase de mesure. Ensuite, vous aborderez l'analyse de la phase. En outre, vous aborderez la capacité de la performance du processus à s'améliorer par l'élimination des tâches sans valeur ajoutée, des améliorations, la création d'un poste de travail spécifique et des activités stables. Enfin, vous aborderez les techniques de contrôle des améliorations du processus.
Cadre 12 (L'approche DMAIC)
Aperçu
Le cadre DMAIC fait partie intégrante de l'approche d'amélioration continue qui permettra d'améliorer la fluidité du processus.
Le cadre DMAIC est un cadre qui permet d'améliorer la fluidité du processus. Ce cadre fait partie intégrante de l'approche d'amélioration. Il renferme divers outils et techniques visant à favoriser l'amélioration d'un processus. Cette approche comporte cinq phases, à savoir la définition, la mesure, l'analyse, l'amélioration et le contrôle. Examinons à présent ces phases les unes après les autres en commençant par la Phase de définition.
Amélioration continue
DÉFINIR
MESURER
ANALYSER
AMÉLIORER
CONTRÔLER
Cadre 13 (L'approche DMAIC)
La phase de définition
Le but principal de la phase de définition est de déterminer l'objectif, le problème, les objectifs du projet, le champ et les ressources, et les livraisons des clients.
Diagramme de fluidité du processus
Carte de la chaîne de valeur
Diagramme en spaghetti
Diagramme de déplacement
Dans la phase de définition, vous devez déterminer l'objectif, le problème, les objectifs du problème, le champ et les ressources, et les livraisons des clients. Dans la phase de définition, on peut utiliser divers outils. Il s'agit: - du diagramme de fluidité du processus - de la carte de la chaîne de valeur - du diagramme en spaghetti, et - du diagramme de déplacement
Cliquez sur chaque outil pour afficher le diagramme échantillon.
Le diagramme de fluidité d'un processus permet de représenter la séquence des opérations, le stockage et le déplacement liés au processus. Vous trouverez ci-dessous l'échantillon d'un diagramme typique de fluidité d'un processus de fabrication.
Réserve du matériel entrant
Salle de sciage
Salle de tour
Salle de broyage
Salle d'usinage
Inspection
Expédition
TEMPS
EXPLOITATION
TRANSPORT
STOCKAGE
DÉCISION
RASSEMBLER LES BROYEURS
COUPER
TOURNER
BROYER
USINER
SCIER
PRODUIT DE QUALITÉ ?
OUI
NON
EMBALLER ET EXPÉDIER
Une carte de la chaîne de valeur permet de donner un aperçu panoramique du processus.
Un diagramme en spaghetti permet de mettre en évidence les mouvements croisés et à répétition qui se produisent au cours du processus.
Culbuter
Zone du banc
Inspection
Zone libre
Plâtre propre
Zone à broche
Zone d'usinage
Zone de perforage
Traitement par la chaleur
Un diagramme de transport vous permet de mesurer les distances exactes parcourues par le produit tout au long du processus.
SCIER
TOURNER
BROYER
USINER
INSPECTER
EXPÉDIER
Cadre 14 (L'approche DMAIC)
La phase de mesure
L'objectif principal de la phase de mesure est de : - Déterminer les aspects clés de processus actuel - Recueillir les données importantes - Confirmer l'état actuel ou le point de départ
Routeurs de séparation
Étude du temps
Carte de durée de la tâche
Examinons à présent la phase de mesure du cadre DMAIC. Durant la phase de mesure, vous mesurer les aspects clés du processus actuel et recueillez les données importantes. Vous confirmez l'état actuel ou le point de départ, qui comprend le délai d'exécution, le service et la qualité. Vous pouvez vous servir de plusieurs méthodes telles que les routeurs de séparation, les données d'étude de temps ainsi que la carte de durée de la tâche pour mesurer le processus. Examinons à présent les échantillons de certaines de ces méthodes.
Cliquez sur chaque méthodes afin d'afficher sa description et son échantillon de digramme.
Un routeur de séparation s'utilise pour extraire les détails du séparateur transmettant les données à partir du système ERP.
Numéro de l'étape
Nom de la station
Pourcentage traité
Rendement (en pourcentage)
Boucle Kanban
Stock de sécurité
Unité du stock de sécurité
MONTAGE
SOUDURE
CQ
EXPÉDITION
N/D
QUANTITÉ
Une fiche d'étude de temps ou une fiche d'analyse Mesure du temps des méthodes (MTM) s'utilise pour obtenir les données de temps standard pour chaque étape du processus. Elle fournit les détails relatifs aux temps mis dans chaque étape pour réaliser une tâche.
Fiche d'observation du temps
Nom du processus
Numéro du séparateur
Durée du cycle de l'opérateur Durée du cycle de la machine
Date
Observateur
Commande de l'opération/l'élément
Description de l'élément/l'opération
Cycles observés
Durée de l'élément/l'opération
La fiche de durée de la tâche donne une représentation graphique du temps passé dans chaque processus ainsi que les processus du goulot d'étranglement/de contrainte.
Carte de durée de la tâche (Durée du traitement)
Durée requise pour la tâche : 1,15
Opérations
Minutes
Tourner
Perforer
Terminer
Peindre
Expédier
MESURE
Cadre 15 (L'approche DMAIC)
La phase d'analyse
L'objectif principal de la phase d'analyse est d'identifier la cause principale de la variation et de proposer des solutions.
Analyse à valeur ajoutée - Courant
Temps takt = 55 secondes
Temps takt (en secondes)
Tâche #
Temps CVA
Temps BVA
Temps NVA
RÉSIDU
CONFIGURATION
TEMPS D'ARRÊT
DÉBIT
DURÉE DE L'OPÉRATION
RÉUSINAGE
OPÉRATEURS
AJAY, RAJESH, GOVIND, KARAN, GURU, KESHAV, RAVI, MAHDU
SCIER, TOURNER, BROYER, USINER, INSPECTER
Priorité de formation principale
Priorité de formation secondaire
Entièrement formé
Formation en cours
Données
Durée de la configuration
P/N 001, P/N 002
Durée du traitement
Taille du lot
P/N001, P/N002
Taille du lot
Réusinage/Résidu
Temps d'arrêt de la machine
Main d'œuvre disponible (en heures)
Durées de la file d'attente
10 minutes, 15 minutes, 20 minutes, 22 minutes, 25 minutes, 8 minutes, 2 minutes
2 secondes, 5 minutes, 10 minutes, 13 minutes 30 secondes
2 %, 5 %, 10 %, 3 %, 1 %
30 minutes /semaine, 1 heure/semaine
15 par jour
2 heures, 30 minutes, 3 heures
Scier, Tourner, Broyer, Usiner, Inspecter
Numéro du séparateur
Volume
De
À
Nécessaire
Important
Inutile
Analyse à valeur ajoutée
Identification du piège du temps
Matrice de la compétence de l'opérateur
Matrice des données de la fluidité du processus
Matrice du volume/Numéro des parties de la fluidité du processus
Processus Du-Au diagramme
Diagramme interrelation de la zone de fluidité du processus
Étudions à présent la phase d'analyse du cadre DMAIC. Dans la phase d'analyse, vous identifiez la cause principale de la variation ainsi que la mauvaise performance. Vous identifiez également les zones d'amélioration et proposez les solutions pour éliminer le gaspillage et optimiser la fluidité. Vous pouvez vous servir de plusieurs techniques pour analyser les données dans cette phase. Celles-ci comprennent : - L'analyse à valeur ajoutée - L'identification du piège du temps - La matrice de la compétence de l'opérateur - La matrice des données de la fluidité du processus - La matrice du volume/Numéro des parties de la fluidité du processus - Processus Du-Au diagramme, et - Le diagramme interrelation de la zone de fluidité du processus
Cliquez sur chaque technique afin d'afficher l'image agrandie ainsi que sa description.
Cette carte s'utilise pour identifier et donner la priorité aux opportunités pour la réduction du temps à valeur non ajoutée (NVA), du temps à valeur non ajoutée de l'entreprise (BVA) et le temps à valeur ajoutée (VA). Remarquez que les processus pour lesquels il est difficile d'atteindre la durée Takt sont les premiers visés. Une fois qu'ils ont été réduits en dessous du temps Takt, des étapes nécessaires peuvent être conduites afin de réduire les NVA dans les autres processus.
La technique d'identification du piège du temps s'utilise pour analyser la raison d'être des goulots d'étranglement dans le processus. Plusieurs raisons expliquent les goulots d'étranglement ou les pièges du temps qui se créent dans le processus. Il s'agit par exemple des résidus, les délais d'exécution du processus/ de la machine, la configuration qui change tout le temps, le réusinage et la longue durée des opérations. Tout ceci contribue à augmenter la durée du traitement qui à son tour réduit le rendement. C'est pourquoi il est nécessaire d'analyser ces facteurs afin d'éliminer les pièges du temps.
La matrice de compétence de l'opérateur permet d'évaluer les compétences de l'opérateur et de dresser une « matrice des compétences de l'opérateur. » Veuillez trouver un exemple de la Matrice des compétences de l'opérateur ci-dessous.
La Matrice de données de la fluidité du processus permet d'analyser les données recueillies.
La matrice du volume/Numéro des parties de la fluidité du processus s'utilise pour mettre en évidence le volume des parties se déplaçant entre les départements ou les opérations.
Le processus De-Au diagramme met en évidence la distance des parties qui doivent se déplacer entre les départements ou les opérations.
Ce diagramme constitue une combinaison Matrice du volume/Nombre de partie de la fluidité du processus et du processus Du-À la matrice. Ce diagramme est créé pour analyser comment les départements/les stations/les fonctions peuvent être mis ensemble de telle sorte que l'organisation puisse garantir une meilleure communication sans aucun gaspillage dans le transport.
Cadre 16 (L'approche DMAIC)
La phase d'amélioration - Vue d'ensemble
Durant la phase d'amélioration, vous optimisez le processus actuel et prenez de mesures nécessaires pour améliorer la performance du processus. Afin d'améliorer la fluidité du processus, vous devez entreprendre plusieurs étapes d'amélioration à savoir :
La sélection d'une fluidité du processus appropriée
L'amélioration de l'environnement du travail
L'équilibre des tâches ou des opérations
L'identification et l'élimination des tâches à valeur non ajoutée
Appesantissons-nous à présent sur la phase d'amélioration du cadre DMAIC. Sur la base de l'analyse des données de la phase d'amélioration, vous optimisez le processus actuel et améliorez la performance du processus en traitant et en éliminant les causes principales. Vous devez entreprendre plusieurs étapes pour améliorer le processus. De prime abord, vous devez identifier et éliminer les tâches qui n'ajoutent aucune valeur au processus. Ensuite, vous devez sélectionner un processus approprié pouvant aider à maximiser les bénéfices de l'organisation. En plus de tout ceci, vous devez vous focaliser sur l'amélioration de l'environnement de travail en disposant du personnel, des tâches et des équipement de manière efficace, en rendant les équipements portables et en effectuant la numérisation. Vous devez également vous focaliser sur l'équilibre ou les opérations.
Cadre 17 (L'approche DMAIC)
La phase d'amélioration -Élimination ou suppression des activités à valeurs non ajoutées
1. Transport ou manutention (T)
2. Inventaire/Stockage (I)
3. Mouvements : (M) Mouvement de la valeur non ajoutée
4. Temps d'attente (W) Pour terminer le cycle en partie ou pour les produits finis
5. Surproduction : (O) Fabriquer plus fabriquer très tôt
6. Sur-traitement ou administration : (O) Toutes les étapes inutiles
7. Défauts, Réusinage,(D), Inspection
Manutention
Paperasserie
Relecture
Informations relatives à l'exploitation forestière
Temps d'attente
Comptage, émission et récupération
Vérifications des calculs
Répartition du travail
Inspection et contrôle
Révision et approbation
Mouvement et configuration
Contrôle du travail
Tout type de réusinage
Afin d'améliorer un processus, vous devez premièrement éliminer les sept types de gaspillages à savoir : le transport, ou la manutention, l'inventaire ou le stockage, les mouvements, le temps d'attente, la surproduction, le sur-traitement ou administration, les défauts, le réusinage et l'inspection. Par ailleurs, vous devez éliminer ou réduire les activités à valeurs non ajoutées telles que : -La manutention - La paperasserie - Le comptage, l'émission et la récupération -Le temps d'attente - La relecture -La répartition du travail - Les informations relatives à l'exploitation forestière - La vérification des calculs - La révision et l'approbation -Le mouvement et la configuration - Le contrôle du travail et - Tout type de réusinage
Cadre 18 (L'approche DMAIC)
La phase d'amélioration - Réalisation de l'amélioration de la disposition
Certaines dispositions du processus pouvant être adoptées sont les suivantes :
Ensuite, vous devez sélectionner un processus qui peut aider à réduire la durée du voyage ou la distance et maximiser les bénéfices. Il existe plusieurs dispositions pour la fluidité du processus. Il s'agit de : la cellule en forme U, la cellule en ligne T et la cellule en ligne Z, que vous pouvez utiliser pour la structure d'un processus. Avant de choisir un processus, vous devez être au courant de ses bénéfices associées à cette fluidité particulière.
Cliquez sur chaque fluidité de processus afin d'apprendre davantage sur ses bénéfices.
Facile à afficher tout le chemin du produit - Facile à faire fonctionner plusieurs machines - Manutention unique du matériel d'emplacement - Facilite la propriété du processus et l'aide mutuelle
Utilisé pour les produits nécessitant deux ou plusieurs sources d'entrées - Bénéfique pour le cellules qui exécute deux ou plusieurs produits finaux à l'aide d'opérations communes ou non communes.
Bénéfique pour les bâtiments se trouvant autour des monuments (four et centres d'usinage - Permet aux opérateurs de gérer plus d'une machine ou d'opération
Cadre 19 (L'approche DMAIC)
La phase d'amélioration - Création d'un lieu de travail ergonomique
Zone difficile
Zone acceptable
Zone confortable
Zone à deux mains
Flux du travail
Vous devez également vous focaliser sur l'amélioration du l'environnement du travail. Essayez toujours de rendre les machines portables. C'est-à-dire qu'elles devraient être déplaçables sur les chariot et galets, le cas échéant.
Focalisez-vous sur le classement des matériels et des outils selon les Principe de l'économie du mouvement.
Vous devez vous focaliser sur la conception des lieux de travail à l'aide des zones de travail ergonomiquement acceptable afin d'optimiser les mouvements et la durée du cycle du processus.
Cadre 20 (L'approche DMAIC)
La phase d'amélioration - Équilibrage de tâches
L'équilibrage de tâches se réalise pour réduire le temps NVA et de déplacer les tâches d'une opération à une autre dans le but de réaliser les temps de cycle inférieurs au temps takt.
Analyse à valeur ajoutée - Actuel
Temps Takt = 55 secondes
Temps Takt (en secondes)
Takt #
Temps CVA
Temps BVA
Temps NVA
Durée de tâches non équilibrées avec de grands NVA
NVA réduites et équilibrées avec la Durée de tâches inférieure au temps Takt
L'équilibrage de tâches se fait avec pour objectif de : 1. Réduire le temps NVA, et 2. Déplacer les tâches d'une opération à une autre dans le but de réaliser les durées de cycle inférieures au temps takt. Analysez les échantillons des diagrammes à valeurs ajoutées avant et après l'équilibrage.
Cadre 21 (L'approche DMAIC)
La phase de contrôle
La phase de contrôle : - Est une phase critique pour tout processus d'amélioration - Permet de contrôler et valider la performance des améliorations. - Doit être continuée pour une période de temps considérable afin de réaliser les résultats indubitable.
Examinons enfin la phase de contrôle du cadre DMAIC en détail. La phase de contrôle représente une phase très critique pour tout processus d'amélioration. Dans cette phase, vous contrôlez le processus et validez les améliorations de la performance de manière continuelle. Par ailleurs, vous confirmez la durabilité des amélioration de la performance au fil du temps. Cette phase doit être poursuivie sur une longue période de temps (pourrait varier entre 4 et 12 semaines) afin de s'assurer que les améliorations sont durables. Pour contrôler, vous devez créer des outils visuels devant prévenir les défauts, alléger la charge du travail, et établir la responsabilité et la propriété. Ces outils visuels comprennent : - Les procédures d'opération standard ou les instructions de travail - Le dispositions standard - Les tableaux takt et - Les paramètres et les tableaux de bord
S. O. P.
RESP;
DATE
ACTION
PCT et PCE (Appl, Proc, Appr, Clôturer)
PCT (Jours)
PCE (%)
PCT
Objectif du PCT
PCE
Objectif du PCE
Janvier
Février
Mars
Avril
Mai
Juin
Juillet
Aout
Septembre
Octobre
Novembre
Décembre
Clôtures et Réalisations à temps
Expéditions (000s)
OTC (%)
Clôtures
Objectif de clôture
OTC
Satisfaction de la clientèle (Résultats d'enquête post gousse)
CS (%)
CS
Objectif du CS
OP #1, OP #2
Prêts en cours (Appl, Proc, Appr, Clôturer)
LIP (MM)
Appl
Proc/App
Clôturer
Rolled Throughout Yield (Appl, Proc, Appr, Clôturer)
RTY
Objectif du RTY
Productivité de frais indirects de la main-d'œuvre
Productivité OLP
Objectif de la productivité OLP
Cadre 22 (L'approche DMAIC)
Évaluez vos connaissances
Pouvez-vous relier les activités réalisées dans chaque phase de l'approche DMAIC correctement ?
Activités
Phase
Déterminer les objectifs
Déterminer les aspects clés du processus actuel
Identifier les causes principales
Optimiser le processus actuel
Contrôler et valider les améliorations du processus
Définir
Mesure
Analyse
Améliorer
Contrôler
Faites glisser les activités du côté gauche vers la phase qui convient du côté droit. Lorsque vous avez terminé, cliquez sur Soumettre.
Réaction
Bonne réponse. Vous avez correctement relié les activités avec chaque phase.
Mauvaise réponse. Veuillez réessayer.
Mauvaise réponse. Fermez ce pop-up afin d'afficher les bonnes réponses.
Ce n'est pas tout à fait ça. Veuillez réessayer.
Ce n'est pas tout à fait ça. Fermez ce pop-up afin d'afficher les bonnes réponses.
Soumettre
Cadre 23 (L'approche DMAIC)
Évaluez vos connaissances
Vous fabriquez un produit nécessitant des entrées de deux ou plusieurs sources. Lesquelles des dispositions de fluidité du processus pourriez-vous utiliser ?
La forme U
La ligne T
La ligne Z
Sélectionnez la bonne réponse et cliquez ensuite sur Soumettre
Réaction
Bonne réponse. La disposition de fluidité du processus est utile pour les produits nécessitant des entrées issues de deux ou plusieurs sources.
Mauvaise réponse. Veuillez réessayer.
Mauvaise réponse. La disposition de fluidité du processus en ligne T est utile pour les produits nécessitant des entrées de deux ou plusieurs sources.
Soumettre
Cadre 24 (L'approche DMAIC)
Évaluez vos connaissances
Quelles sont les actions requises pour améliorer l'ergonomie du lieu de travail ? (Plusieurs réponses sont acceptables)
Classer le personnel, les tâches et les équipements de manière efficace
Rendre les machines portables
Réaliser la numérisation
Équilibrer la durée de la tâche
Sélectionnez la bonne réponse et cliquez ensuite sur Soumettre
Réaction
Bonne réponse. Vous devez améliorer l'ergonomie du lieu de travail en classant le personnel, les tâche et les équipements de manière efficace, rendre les équipements portables et réaliser la numérisation.
Mauvaise réponse. Veuillez réessayer.
Mauvaise réponse. Vous devez améliorer l'ergonomie du lieu de travail en classant le personnel, les tâches et les équipements de manière efficace, rendre les équipements portables et réaliser la numérisation.
Ce n'est pas tout à fait ça. Veuillez réessayer.
Ce n'est pas tout à fait ça. Vous devez améliorer l'ergonomie du lieu de travail en classant le personnel, les tâches et les équipements de manière efficace, rendre les équipements portables et réaliser la numérisation.
Soumettre
Cadre 25 (L'approche de la qualité du processus)
Votre marche en avant
Bernard (Directeur de la production)
Esther (Gestionnaire des méthodes)
Nicholas (Expert Lean)
Après la session, Nicholas rencontre Bernard et Esther afin de leur demander ce qu'ils ont retenu de l'amélioration de la fluidité du processus et comment cela va les aider à améliorer leurs processus de production respectifs.
Écoutons d'abord la conversation entre Bernard et Nicholas.
Cliquez sur le bouton Suivant ou Précédent situé au coin supérieur droit de votre écran pour afficher la conversation
Suivant
Précédent
Bernard, j'espère que vous avez une bonne compréhension des questions impliquées dans votre processus.
Oui Nicholas ! Je suis actuellement à jour sur le fait que l'utilisation des équipements chers à objectif général pourrait promouvoir la production du lot, qui en retour accroît les temps d'arrêt/d'attente.
Ainsi, que pouvez-vous faire pour améliorer ceci ?
Nous nous attèleront à réduire nos dépendances des machines chères et lourdes et privilégieront plutôt l'utilisation des machines spécifiques et moins coûteuses. Par la suite, nous placerons notre processus de production selon les exigences de la clientèle en matière du produit plutôt que les évaluations d'efficacité standard.
C'est très bien Bernard. Vous avez identifié les failles d'un processus de manière correcte ainsi que les méthodes d'amélioration du processus. Parlons à présent d'Esther afin de voir ce qu'elle a à partager.
Esther, j'espère que vous avez compris les caractéristiques d'un processus efficace et comment il peut être amélioré.
Bien sûr. J'ai clairement compris l'approche permettant d'améliorer la fluidité du processus.
Quelles seront donc vos plans d'action pour le moment ?
Nicholas, nous nous attèlerons à utiliser l'approche DMAIC pour améliorer la fluidité du processus. Nous éliminerons les NVA de notre processus, équilibrerons les tâches, créerons des lieux de travail ergonomique, effectuerons des classements appropriés des machines et procéderons à la formation de nos employé(e)s afin de les rendre polyvalents. Nous contrôlerons également les améliorations de manière rapprochée afin de conserver les nouvelles normes.
C'est génial ! Je vous souhaite le meilleur à tous les deux.
Merci Nicholas.
Cadre 26 (Résumons)
Leçons principales tirées
Félicitations ! Vous avez terminé le cours relatif à l'Introduction à l'Amélioration de la fluidité du processus.
Voici quelques leçons principales tirées du présent cours : - Le chemin physique à travers lequel un produit passe s'appelle une fluidité du processus. - La simplification de la fluidité du processus en réduisant les gaspillages, tels que la distance et la durée du voyage s'appelle amélioration de la fluidité du processus. - Dans le cadre de la fluidité traditionnelle du processus, les machines sont classées dans les compartiments distincts selon l'espace disponible. - Un cadre de fluidité idéale du processus permet de réduire la durée du cycle du processus ainsi que le coût. Il permet également d'améliorer la communication et la qualité du produit. - Le DMAIC est un cadre permettant d'améliorer le la disposition de la fluidité du processus. Ce cadre fonctionne en cinq phases à savoir : Définir, Mesurer, Analyser, Améliorer et Contrôler. - Dans la phase Définir, vous déterminez l'objectif, le problème, les objectifs du projet, le champ d'action, les ressources et les produits livrables à la clientèle. - Dans la phase Mesurer, vous mesurez les aspects clés du processus actuel et recueillez des données importantes. - Dans la phase Analyser, vous identifiez les causes principales de la variation ainsi que la mauvaise performance. - Dans la phase Améliorer, vous optimisez le processus actuel et améliorez la performance du processus en traitant et en éliminant les causes principales. - Dans la phase Contrôler, vous contrôlez le processus et validez les améliorations de la performance de manière continuelle.
Cadre 27 (Résumons)
Ressources
Pour apprendre plus des processus Lean, vous pouvez explorer la richesse des informations disponibles sur l'intranet de Shneider Electric à l'aide du lien qui s'affiche sur votre écran.
Cadre 48 (Post évaluation)
Post évaluation
Actuellement que vous avez terminé le cours, il est temps d'évaluer ce que vous avez retenu. La présente évaluation comporte 10 questions. Toutes les questions ont les points identiques. Il n'existe pas de notation négative. Le pourcentage de réussite pour cette évaluation est de 80. Vous devez donc répondre correctement à au moins 8 questions pour réussir à l'évaluation. Pendant que vous passez l'évaluation, il vous sera impossible de retourner sur la question précédente ou passer à la question suivante sans avoir au préalable essayé de répondre à la question actuelle. Il n'existe aucun chronomètre ; prenez donc votre temps pour réfléchir minutieusement à chaque question avant d'y répondre. Cliquez sur Démarrer pour commencer l'évaluation. Bonne chance !
Début
Question 1
Quel est l'utilité de l'amélioration de la fluidité du processus dans un processus de fabrication ?
Éliminer les gaspillages opérationnelles
Créer un plan détaillé du processus
Former les employé(e)s
Améliorer les 5S ainsi que la gestion visuelle relative à l'atelier
Sélectionnez la bonne réponse et cliquez ensuite sur Soumettre
Question 2
Pendant que vous effectuez les améliorations de la fluidité du processus à l'aide de l'approche DMAIC, vous identifiez des causes de mauvaise performance et une perte élevée liée au transport. Quelle devrait être la prochaine étape à prendre ?
Optimiser le processus actuel
Contrôler le processus
Déterminer les objectifs du processus actuel
Mesurer les aspects clés du processus actuel
Sélectionnez la bonne réponse et cliquez ensuite sur Soumettre
Question 3
Dans un déroulement idéal du processus :
Les machines sont classées selon la séquence du processus
Les équipements de manutention ainsi que des matériels spécialisés et chers sont utilisés
Le déroulement de la production en une pièce est utilisé
La production est ajustée selon le taux auquel le client achète le produit
Sélectionnez la bonne réponse et cliquez ensuite sur Soumettre
Question 4
Quels sont les objectifs de l'approche de l'amélioration de la fluidité du processus?
Réduire le gaspillage lié au transport
Créer une fluidité du processus synchronisé et équilibré
Arrimer le taux de la production au taux Takt
Toutes les réponses susmentionnées
Sélectionnez la bonne réponse et cliquez ensuite sur Soumettre
Question 5
Identifiez la bonne séquence des activités (DMAIC) pouvant être effectuées pour améliorer la fluidité du processus. 1. Déterminer les objectifs 2. Déterminer les aspects clés du processus actuel 3. Optimiser le processus actuel 4. Identifier les causes de la mauvaise performance ainsi que les zones d'amélioration 5. Contrôler et valider les améliorations de la performance.
1, 2, 4, 3 & 5
2, 3, 4, 1 & 5
2, 1, 4, 3 & 5
1, 2, 3, 4, & 5
Sélectionnez la bonne réponse et cliquez ensuite sur Soumettre
Question 6
Identifiez les tâches que vous devez effectuer dans la phase d'amélioration de l'approche DMAIC.
Identification et élimination des tâches à valeur non ajoutée
Amélioration de l'environnement du travail
Réduction du temps NVA
Toutes les réponses susmentionnées
Sélectionnez la bonne réponse et cliquez ensuite sur Soumettre
Question 7
Quel diagramme s'utilise pour identifier et donner la priorité aux opportunités de réduction du temps NVA, BVA et CVA ?
La carte d'analyse à valeur ajoutée
Le diagramme de la fluidité du processus
Le diagramme en spaghetti
La carte de durée de la tâche
Sélectionnez la bonne réponse et cliquez ensuite sur Soumettre
Question 8
Lesquels des outils suivants sont normalement utilisés dans la phase de Mesure ?
Les fiches d'étude MTM
Le diagramme en spaghetti
L'analyse du piège du temps
L'analyse à valeur ajoutée
Sélectionnez la bonne réponse et cliquez ensuite sur Soumettre
Question 9
Identifiez les tâches à valeur ajoutée qui devraient être réduites ou éliminées afin d'améliorer la fluidité du processus.
Répartition du travail
Inspection et contrôle
Paperasserie
Vissage
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Question 10
Quelle disposition de fluidité du processus fonctionne le mieux pour la fabrication des produits autours des monuments (Grands équipements tels que les fours et centres d'usinage) ?
La cellule en ligne Z
La cellule en forme U
La cellule en forme T
Sélectionnez la bonne réponse et cliquez ensuite sur Soumettre
Question 11
Lesquels des outils suivants sont normalement utilisés durant la phase de mesure ?
Les routeurs de séparation
Les études du temps
La matrice des compétences de l'opérateur
Les tableaux takt
Sélectionnez la bonne réponse et cliquez ensuite sur Soumettre
Question 12
Quels sont les avantages de l'utilisation d'une cellule en forme U ?
Facile à faire fonctionner plusieurs machines
L'aspect visuel est de loin la meilleure
Facile à afficher tout le chemin du processus/produit
Facilite l'aide mutuelle
Sélectionnez la bonne réponse et cliquez ensuite sur Soumettre
Question 13
Lequel des outils suivants s'utilise pour mettre en évidence le volume des parties se déplaçant entre plusieurs départements ?
La matrice du volume/Nombre des parties de la fluidité du processus
La matrice des données de la fluidité du processus
La matrice des compétences de l'opérateur
Sélectionnez la bonne réponse et cliquez ensuite sur Soumettre
Question 14
Dans l'amélioration de la fluidité du processus, que signifie le terme « temps takt ?»
Le taux auquel le client a besoin du produit
La vitesse du cycle du processus
Le temps standard du processus de production
La durée de production réelle entre les parties consécutives
Sélectionnez la bonne réponse et cliquez ensuite sur Soumettre
Question 15
Dans quelle phase de l'approche DMAIC détermineriez-vous l'objectif, le problème, les objectifs du projets et les produits livrables au client ?
La phase de définition
La phase de mesure
La phase d'analyse
La phase d'amélioration
La phase de contrôle
Sélectionnez la bonne réponse et cliquez ensuite sur Soumettre
Question 16
Quels sont les avantages de la fluidité idéale d'un processus ?
Elle réduit le temps d'attente.
Elle améliore les compétences de l'opérateur.
Elle améliore l'efficacité de l'opérateur rt de la machine.
Elle réduit le gaspillage lié au transport
Elle améliore la qualité du produit
Sélectionnez la bonne réponse et cliquez ensuite sur Soumettre
Question 17 :
Quel est l'objectif principal de la phase de mesure ?
La compréhension du processus actuel
L'identification du processus actuel
La mise en œuvre des actions
L'identification des objectifs du projet
Sélectionnez la bonne réponse et cliquez ensuite sur Soumettre
Question 18 :
Quels sont les problèmes qu'on rencontre dans la fluidité conventionnelle d'un processus ?
Les étapes de travail non équilibrées
L'augmentation de la distance et de la durée du voyage
L'augmentation du temps d'attente de l'opérateur
Les temps standard incorrects
Sélectionnez la bonne réponse et cliquez ensuite sur Soumettre
Question 19 :
Quel outil N'est PAS utilisé dans la phase de contrôle ?
Les tableaux takt
Les métriques et les tableaux de bord
Les procédures d'opération standard
L'identification du piège du temps
Sélectionnez la bonne réponse et cliquez ensuite sur Soumettre
Question 20 :
Un diagramme en spaghetti vous permet de mesurer les distances exactes parcourues par le produit tout au long du processus.
VRAI
FAUX
Sélectionnez la bonne réponse et cliquez ensuite sur Soumettre
Question 21
Lequel des outils peut être utilisé pour déterminer les objectifs du projet ainsi que les produits livrables au client ?
Le diagramme de fluidité du processus
Le diagramme de transport
La carte de la chaîne de valeur
Les routeurs de séparation
Sélectionnez la bonne réponse et cliquez ensuite sur Soumettre
Question 22
Tout en mettant en œuvre l'amélioration de la fluidité du processus à travers l'approche DMAIC, vous identifiez les causes principales et prenez des mesures pour les éliminer. En quoi consiste ces mesures ?
Déterminer les produits livrables au client
Éliminer les tâches à valeurs non ajoutées
Contrôler le processus
Déterminer les aspects clés
Sélectionnez la bonne réponse et cliquez ensuite sur Soumettre
Question 23 :
Les activités clés de la phase d'amélioration de l'amélioration de la fluidité du processus sont :
Équilibrage des tâches
Amélioration des ajustements et de l'ergonomie du lieu de travail
Élimination des NVA dans les étapes du processus
Analyse de l'investissement fait dans le processus
Sélectionnez la bonne réponse et cliquez ensuite sur Soumettre
Question 24 :
Durant quelle phase de l'approche DMAIC, la position du lieu de travail des parties et des outils se fait-elle ?
La phase d'amélioration
La phase de définition
La phase de mesure
La phase de contrôle
La phase de l'analyse
Sélectionnez la bonne réponse et cliquez ensuite sur Soumettre
Question 25
Quels sont les outils qui peuvent être utilisés pour identifier les causes principales de variation et de la mauvaise performance ?
L'analyse à valeur ajoutée
L'identification du piège du temps
La matrice des données de la fluidité du processus
La matrice des compétences de l'opérateur
Toutes les réponses susmentionnées
Sélectionnez la bonne réponse et cliquez ensuite sur Soumettre
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Félicitations ! Vous avez réussi.
Vous avez échoué.
Shneider Electric
Académie GSC
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Félicitations !
Vous avez terminé le présent module de télé-enseignement avec succès :
Introduction à l'amélioration de la fluidité du processus
Imprimer le certificat
Glossaire
Fluidité du processus
Amélioration de la fluidité du processus
Takt
DMAIC
Définir
Mesurer
Analyser
Améliorer
Contrôler
Cellule en forme U
Cellule en ligne T
Cellule en ligne Z
Tâches à valeurs non ajoutées
Le chemin physique à travers lequel le produit voyage.
La simplification de la fluidité du processus en réduisant le gaspillage lié au transport, tel que la durée de la distance et du voyage.
Le taux auquel le client a besoin du produit.
Une méthode d'amélioration continue permettant d'améliorer les dispositions de la fluidité du processus. Cette approche comprend cinq phases à savoir : la phase de Définition, de Mesure, d'Analyse, d'Amélioration et de Contrôle.
La première phase de l'approche DMAIC qui est la phase de Définition, nous déterminons les objectifs, le problème, les objectifs du projet, le champ d'action, les ressources et les produits livrables au client.
La seconde phase de l'approche qui est la phase de la Mesure correspond à la phase de collecte de données, où nous mesurons les aspects clés du processus actuel et recueillons des données importantes.
La troisième phase de l'approche qui est la phase de l'Analyse, nous permet d'identifier les causes principales de la variation ainsi que la mauvaise performance.
La quatrième phase de l'approche qui est le phase de l'Amélioration correspond à une phase de mise en œuvre où nous optimisons le processus actuel et améliorons la performance du processus en traitant et en éliminant les causes principales.
La cinquième phase de l'approche qui est la phase de Contrôle correspond à la phase la plus critique où nous contrôlons de manière continue le processus et validons les améliorations de la performance.
Une disposition de la fluidité du processus permet d'adoucir et minimiser la durée et la distance du voyage ainsi que les pertes. Dans la disposition du processus en forme U, il est facile d'afficher tout le chemin parcouru par le produit et elle facilite le fonctionnement de plusieurs machines à la fois.
Une disposition de la fluidité du processus permet de réduire la durée et la distance du voyage. La disposition du processus en ligne T peut s'utiliser pour les produits nécessitant deux ou plusieurs sources.
Une disposition de la fluidité du processus permet de réduire la durée et la distance du voyage. La disposition du processus en ligne Z peut s'utiliser pour les processus de construction autour des monuments ou de grands équipements tels que les fours et les centres d'usinage ou d'autres contraintes.
Les tâches qui n'ajoutent aucune valeur au produit ou au client devraient être
English英语译成French法语: Sustainable Cocoa Production Detailed field: 农业
原文文本 - English英语 8.2.2 Annual work plan
The organization shall create an annual work plan, which explains how processes, as listed in 4.04, shall be implemented in order to meet the cocoa sustainability objectives and the relevant parts of the farm development plans. The annual work plan shall consider medium and long term plans and shall:
• be suitable for the organization;
• be generated once per year;
• be aligned with the cocoa sustainability policy as defined in 5.2;
• be aligned with the cocoa sustainability objectives as defined in 6.2;
• consider the requirements of this International Standard, part 1 and 2;
• consider the actions detailed in 6.1;
• consider the process detailed in 8.1;
• consider necessary communications as detailed in 7.4;
• consider the changes identified as part of 6.3;
• document the process for ensuring adequate competence of person(s) in the organization in accordance with 7.2;
• provide detailed explanations for activities which will occur over the following 12 months.
8.3 Changes to requirements for sustainable cocoa production
The organization shall ensure that relevant documented information is amended and that relevant persons are made aware of the changed requirements when requirements for products and services are changed.
8.4 Implementation of sustainable cocoa bean production
The organization shall ensure that activities planned in accordance with 8.2 are performed.
8.5 Control of sustainable cocoa bean production
The organization shall implement production and service provision under controlled conditions.
Controlled conditions shall include, as applicable:
• the availability of documented information that defines requirements for sustainable cocoa beans production;
• the availability of documented information that defines activities to be performed and the results to be achieved
• (including the annual work plan);
• the implementation of monitoring and measurement activities at appropriate stages to verify that criteria for control of processes and acceptance criteria for sustainable production of cocoa have been met;
• the implementation of monitoring and measurement activities to provide evidence that supplying farms have performed according to their farm development plans;
• the use of suitable infrastructure and environment for the operation of processes;
• the appointment of competent persons including, where applicable, any required qualification;
• the implementation of release, delivery and post-delivery activities.
8.6 Control of external provision
8.6.1 General
The organization shall ensure that externally provided processes, products and services conform to requirements, including applicable statutory and regulatory requirements.
The organization shall determine the controls to be applied to externally provided processes, products and services when:
products and services are provided by external providers for incorporation into the organization’s own production;
products and services are provided directly to the customer(s) by external providers on behalf of the organization;
a process or part of a process is provided by an external provider as a result of a decision by the organization.
The organization shall determine and apply criteria for the evaluation, selection, monitoring of performance and reevaluation of external providers based on their ability to provide processes or products and services in accordance with requirements. The organization shall retain documented information of these activities and actions arising.
8.6.2 Type and extent of control of external provision of processes, products and services
The organization shall ensure that externally provided processes, products and services do not adversely affect the organization's ability to consistently deliver conforming cocoa beans.
Processes of the organization provided by an external provider shall remain within control of the organization’s sustainability management system. The organization shall define both the controls that it intends to apply to the external provider and those it intends to apply to the resulting output, taking into consideration:
• the potential impact of the externally provided processes, products and services on the organization’s ability to consistently meet customer and applicable statutory and regulatory requirements;
• the effectiveness of the controls applied by the external provider.
The organization shall determine the verification or other activities necessary to ensure the externally provided processes, products and services meet requirements.
8.6.3 Information to external providers
The organization shall ensure the adequacy of requirements prior to their communication to the external provider.
The organization shall communicate to external providers requirements for:
• processes, products and services to be provided;
• approval of products and services, methods, processes or equipment or the release of products and services;
• competence of personnel, including required qualification of persons;
• control and monitoring of the external provider’s performance to be applied by the organization;
• verification or validation activities that the organization, or its customer, intends to perform at the external provider’s premises.
8.7 Traceability of sustainable cocoa beans
The organization shall implement the processes relating to traceability, in accordance with the annual work plan [has to be aligned with the requirements of part 3].
9 Performance evaluation
9.1 Monitoring, measurement, analysis and evaluation
9.1.1 General
The organization shall determine:
what needs to be monitored and measured for individual farmers, the organization and the community as defined by the organization. The following shall be monitored and measured:
• actual production against estimated production;
• what is required to be monitored and measured in part 2 and 3 of this International Standard;
• the key performance indicators to be applied for internal and external purposes, as applicable;
• the methods for monitoring, measurement, analysis and evaluation, as applicable, to ensure valid results;
• who shall perform the monitoring, measurement, analysis and evaluation;
• when the monitoring and measuring shall be performed;
• when the results from monitoring and measurement shall be analysed and evaluated.
The organization shall ensure that monitoring and measurement activities are implemented in accordance with the determined requirements and shall retain appropriate documented information as evidence of the results.
The organization shall evaluate the sustainability performance and effectiveness of the sustainability management system.
9.1.2Analysis and evaluation
The organization shall analyse and evaluate appropriate data and information arising from monitoring, measurement, at least on an annual basis.
The output of analysis shall be used to evaluate:
• conformity and identify non-conformities to the requirements of this standard and/or relevant requirements of
• Part 2 and 3 of this international standard;
• effectiveness of the sustainability management system;
• effective implementation of planning, including actions to pursue opportunities and manage risk;
• explain why planning was unsuccessfully implemented and how this process may be improved in the future; e)performance of external provider(s);
• the revenue and costs incurred relative to the budget;
• need for improvements to the sustainability management system;
• improvement;
• effectiveness of corrective actions.
The Organization shall retain appropriate documented information as evidence of the analysis.
9.1.3 Impact Assessment
[input needed – or this sub clause will be deleted]
9.2Internal audit
9.2.1
The organization shall conduct internal audits at planned intervals (at least on an annual basis) to provide information on whether the sustainability management system:
conforms to:
— the organization’s own requirements for its sustainability management system;
— the requirements of part 1 and 2 of this International Standard;
is effectively implemented and maintained.
The internal audit shall be based on the concept of risk to management systems auditing. This approach relates both to the risk of the audit process not achieving its objectives and to the potential of the audit to interfere with the auditee’s activities. The risk based process recognizes that the organization can focus audit effort on matters of significance to the sustainability management system and that the selection of farmers to be audited can be based on risk assessment and evaluation.
9.2.2
The organization shall:
plan, establish, implement and maintain (an) audit programme(s), including the frequency, methods, responsibilities, planning requirements and reporting, which shall take into consideration the cocoa sustainability objectives, the importance of the processes concerned, changes impacting the organization, and the results of previous audits;
define the internal audit criteria and scope for each internal audit;
select auditors and conduct internal audits to ensure objectivity and the impartiality of the internal audit process;
ensure that the results of the internal audits are reported to relevant (top) management;
take appropriate corrective actions within a reasonable timeframe;
retain documented information as evidence of the implementation of the internal audit programme and the internal audit results.
NOTE See ISO 19011 for guidance.
9.3Sustainability management system review
9.3.1
Top management shall review the organization's sustainability management system, at planned intervals of not more than 12 months, to ensure its continuing suitability, adequacy, and effectiveness.
The management review shall be planned and include consideration of:
• the status of actions from previous management reviews;
• changes in external and internal issues that are relevant to the sustainability management system;
• information on the sustainability performance and effectiveness of the sustainability management system, including trends in and indicators for:
• the extent to which cocoa sustainability objectives have been met;
• process performance and conformity of products and services;
• nonconformities and corrective actions;
• monitoring and measurement results;
• audit results;
• feedback from customers and other relevant interested parties, if any;
• performance ofexternal providers;
• adequacy of resources required for maintaining effectiveness of the sustainability management system;
• the effectiveness of actions taken to pursue opportunities and manage risks (see clause 6.1);
• e)opportunities for continual improvement.
9.3.2
The outputs of the management review shall include decisions and actions related to:
continual improvement opportunities
any need for further support to farmers;
any need for changes to the sustainability management system, including resource needs.
The organization shall retain documented information as evidence of the results of management reviews.
9.3.3 Feedback to the organization
The organization shall develop, implement and maintain a mechanism to communicate the results of the sustainability management system review to farmers and other relevant persons within the organization. Communicated results shall include, but not be limited to:
Strong performance of the organization;
Non-conformities of the organization;
Potential risks of future non-conformities,
Identified opportunities for improvement.
10Improvement
10.1 General
The organization shall determine and select opportunities for improvement, generate and specify relevant performance objectives and implementnecessary actions to, as appropriate:
improve processes to meet requirements as well as to address future needs and expectations;
correction, preventing or reducing undesired effects;
improving performance and effectiveness of the sustainability management system;
• exploit other opportunities for improvement.
NOTE Examples of improvement can include correction, corrective action, continual improvement, breakthrough change, innovation and re-organization.
10.2Nonconformity and corrective action
10.2.1
When a nonconformity occurs, including those identified via feedback from the organization, the organization shall: a)react to the nonconformity, and, as applicable:
• take action to control and correct it;
• deal with the consequences;
• evaluate the need for action to eliminate the cause(s) of the nonconformity, in order that it does not recur or occur elsewhere, by:
• analysingreviewing the nonconformity;
• determining the causes of the nonconformity;
• determining if similar nonconformities exist, or could potentially occur;
• implement any action needed;
• review the effectiveness of any corrective action taken;
• update opportunities and risks determined during planning, if necessary
• make changes to the sustainability management system, if necessary.
Corrective actions shall be appropriate to the effects of the nonconformities encountered.
If a corrective action can only be carried out by an individual (for example a farmer), the organization shall ensure that this individual understands his/her responsibilities in relation to carrying out corrective actions which address a nonconformity.
10.2.2
The organization shall retain documented information as evidence of:
• the nature of the nonconformities and any subsequent actions taken;
• the results of any corrective action.
10.3Continual improvement
The organization shall continually improve the suitability, adequacy, and effectiveness of the sustainability management system.
The organization shall consider the outputs of analysis and evaluation, and the outputs from management review, to determine if there are needs or opportunities that shall be addressed as part of continual improvement.
Activities which promote continual improvement should be planned and documented within the annual work plan as defined in 8.2.
翻译文本 - French法语 8.2.2 Le plan annuel de travail
L'organisation élabore un plan annuel de travail qui explique comment les processus, tels que listés en 4.04, sont mis en œuvre afin d'atteindre les objectifs de durabilité du cacao et les parties importantes des plans de développement agricole. Le plan annuel de travail prend en compte les plans à moyen et à long terme et :
• convient à l'organisation ;
• est établi une fois l'an ;
• est conforme à la politique relative à la durabilité du cacao telle que définie en 5.2 ;
• est conforme aux objectifs relatifs à la durabilité du cacao tels que définis en 6.2 ;
• prend en compte les exigences de la présente Norme internationale, les parties 1 et 2 ;
• prend en compte les actions détaillées en 6.1 ;
• prend en compte le processus détaillées en 8.1 ;
• prend en compte les communications nécessaires telles que listées en 7.4 ;
• prend en compte les modifications identifiées comme faisant partie de 6.3 ;
• documente le processus afin de s’assurer que les personnes de l’organisation possèdent des compétences appropriées conformément à 7.2 ;
• fournit des explications détaillées à propos des activités qui seront réalisées au cours des 12 mois à venir.
8.3 Les modifications apportées aux exigences relatives à la production durable du cacao
L'organisation s'assure que le contenu des documents pertinents est amendé et que les personnes appropriées sont informés de la modification des exigences lorsque des modifications sont apportées aux exigences en matière de produits et de services.
8.4 La mise en œuvre de la production durable des fèves de cacao
L'organisation s'assure que les activités planifiées conformément à 8.2 sont réalisées.
8.5 Le contrôle de la production durable de fèves de cacao
L'organisation assure la production et la prestation des services dans des conditions contrôlées.
Les conditions contrôlées comprennent, le cas échéant :
• la disponibilité d'informations documentées qui déterminent les exigences relatives à la production durable des fèves de cacao ;
• la disponibilité d'informations documentées qui déterminent les activités à réaliser ainsi que les résultats à atteindre
• (le plan annuel de travail notamment) ;
• la mise en œuvre des activités de suivi et de mesure en temps opportun pour vérifier que les critères de contrôle des processus et les critères d'acceptation relatives à la production durable du cacao ont été respectés ;
• la mise en œuvre des activités de suivi et de mesure afin de fournir les preuves que les plantations de ravitaillement se sont conformées à leurs plans de développement agricole ;
• l'utilisation d'infrastructures et d'un environnement convenables à la marche des processus ;
• la nomination des personnes compétentes disposant, le cas échéant, de toutes pièces justificatives requises ;
• la mise en œuvre des activités de mise en vente, de livraison et d'après livraison.
8.6 Le contrôle de fournitures externes
8.6.1 Généralités
L'organisation s'assure que la fourniture des processus, de services et de produits externes sont conformes aux exigences, notamment les exigences légales et règlementaires en vigueur.
L'organisation définit les contrôles à effectuer sur la fourniture des processus, des produits et des services externes lorsque :
les produits et les services sont fournis par les fournisseurs externes en vue de leur intégration dans la propre production de l'organisation ;
les produits et les services sont directement fournis au (s) client (s) par les fournisseurs externes au nom de l'organisation ;
un processus ou une partie d’un processus est fourni par un fournisseur externe suite à une décision prise par l'organisation.
L'organisation définit et applique les critères d'évaluation, de sélection, de suivi du rendement et de la réévaluation des fournisseurs externes sur la base de leur capacité à fournir les processus ou les produits et services conformément aux exigences. L'organisation conserve les informations enregistrées de ces activités et des actions qui s'y rapportent.
8.6.2 La nature et la portée du contrôle de la fourniture de processus, de produits et de services externes
L'organisation s'assure que la fourniture des processus, des produits et des services externes ne nuisent pas à la capacité de l'organisation à livrer de manière constante des fèves de cacao conformes.
Les processus de l'organisation fournis par un fournisseur externe demeurent sous le contrôle du système de gestion de durabilité de l'organisation. L'organisation définit à la fois les contrôles qu'elle entend effectuer sur les fournisseurs externes et ceux qu'elle entend effectuer sur les résultats qui en découlent en prenant en compte :
• l'impact éventuel de la fourniture des processus, des produits et des services externes sur la capacité de l'organisation à se conformer de façon constante aux exigences de la clientèle ainsi qu’aux aux exigences légales et règlementaires en vigueur ;
• l'effectivité des contrôles effectués par le fournisseur externe.
L'organisation assure la vérification ou toutes autres activités nécessaires pour garantir que la fourniture des processus, des produits et les services externes sont conformes aux exigences.
8.6.3 Les informations à fournir aux fournisseurs externes
L'organisation s'assure que les exigences sont adaptées avant de les communiquer au fournisseur externe.
L'organisation transmet aux fournisseurs externes les exigences portant sur :
• les processus, les produits et les services à fournir ;
• l'acceptation des produits et services, les méthodes, les processus ou les équipements ou la mise en vente des produits et services ;
• les compétences du personnel, notamment les personnes qualifiées requises ;
• le contrôle et le suivi de la performance du fournisseur externe à appliquer par l'organisation
• les activités de vérification ou de validation que l'organisation ou sa clientèle entend effectuer dans les locaux du fournisseur externe.
8.7 La traçabilité de la production durable des fèves de cacao
L'organisation met en œuvre les processus relatifs à la traçabilité, conformément au plan annuel de travail [doit être conforme aux exigences de la partie 3].
9 Évaluation de la performance
9.1 Le suivi, la mesure, l'analyse et l'évaluation
9.1.1 Généralités
L'organisation détermine :
ce qu'il convient de contrôler et de mesurer pour les agriculteurs, l'organisation et la communauté tel que défini par l'organisation. Les éléments suivants sont contrôlés et mesurés :
• la production réelle par rapport à la production escomptée ;
• ce qui doit faire l'objet de contrôle et de mesure dans les parties 2 et 3 de la présente Norme internationale.
• les principaux indicateurs de performance à appliquer en interne en externe, le cas échéant ;
• les méthodes de contrôle, de mesure, d'analyse et d'évaluation, le cas échéant, afin de garantir des résultats valides ;
• la personne en charge du contrôle, de la mesure, de l'analyse et de l'évaluation ;
• quand les opérations de contrôle et de mesure sont conduites ;
• quand les résultats issus du contrôle et de la mesure sont analysés et évalués.
L'organisation s'assure que les opérations de contrôle et de mesure sont conduites conformément aux exigences définies et conserve les informations documentées en tant que preuve des résultat.
L'organisation évalue la performance et l'efficacité du système de gestion de la durabilité.
9.1.2 L’analyse et l’évaluation
L'organisation analyse et évalue les données et les informations pertinentes issues du contrôle et de la mesure au moins une fois par an.
Les résultats de l'analyse servent à évaluer :
• la conformité et la détection de non-conformité aux exigences de la présente norme et/ou aux exigences pertinentes des
• parties 2 et 3 de la présente norme internationale ;
• l'efficacité du système de gestion de durabilité ;
• la mise en œuvre effective de la planification, notamment les actions visant à exploiter les opportunités et gérer les risques ;
• les raisons qui justifient l'échec dans la mise en œuvre de la planification et les moyens d'améliorer le processus à l'avenir ; e) la performance des fournisseurs externes ;
• les revenus et les coûts supportés par le budget ;
• les améliorations nécessaires au système de gestion de durabilité ;
• l'amélioration ;
• l'efficacité des actions correctives.
L'organisation conserve les informations documentées en tant que preuve de l'analyse.
9.1.3 L’évaluation de l'impact
[intrant requis - ou le présent sous-alinéa sera supprimé]
9.2 L'audit interne
9,2:1
L'organisation procède à des audits internes à des intervalles planifiés (au moins une fois par an) afin de fournir des informations relatives à savoir si le système de gestion de la durabilité qui est :
conforme ;
— aux propres exigences de l’organisation en matière de son système de gestion de durabilité ;
— aux exigences contenues dans les parties 1 et 2 de la présente Norme internationale ;
est effectivement mis en œuvre et maintenu.
Le contrôle interne est basé sur le concept du risque vers la vérification des systèmes de gestion. Cette approche se rapporte à la fois aux risques que lu processus de vérification n'atteigne pas les objectifs et à la capacité d'ingérence de l'audit dans les activités du contrôlé. Le processus basé sur le risque reconnaît que l'organisation peut concentrer l'opération de contrôle sur des sujets importants pour le système de gestion de durabilité et que la sélection des agriculteurs qui feront l'objet de l'audit peut s'appuyer sur la vérification et l'évaluation des risques.
9,2:2
L'organisation :
planifie, élabore, met en œuvre et maintient (un) (des) programme (s) d'audit, notamment la fréquence, les méthodes, les responsabilités, les exigences de planification et la communication des rapports, devant prendre en compte les objectifs de durabilité du cacao, l'importance des processus concernés, les modifications qui influencent l'organisation, et les résultats des contrôles précédents ;
définit les critères et la portée de chaque audit interne ;
désigne les contrôleurs et conduit les audits internes afin de garantir l'objectivité et l'impartialité du processus de l'audit interne ;
s'assure que les résultats des audits internes sont transmis à la direction (générale) compétente ;
prend des mesures correctives idoines dans un délai raisonnable ;
conserve les informations documentées en guise de preuve de la mise en œuvre du programme d’audit interne ainsi que des résultats du cet audit interne.
REMARQUE Voir ISO 19011 pour instruction.
9.3 L’examen du système de gestion de durabilité
9,3:1
La direction générale examine le système de gestion de durabilité de l'organisation à des intervalles planifiés inférieurs à 12 mois, afin de garantir sa pertinence, son adéquation et son efficacité continue.
L'examen de la direction est programmé et prend en compte :
• l'état des actions des précédents examens de la direction ;
• les modifications intervenues dans les questions externes et internes qui sont importantes au système de gestion de la durabilité ;
• les informations relatives à la performance et l'efficacité du système de gestion de durabilité, notamment les tendances et les indicateurs relatifs :
• au niveau d'atteinte des objectifs relatifs à la durabilité du cacao ;
• à la performance du processus et à la conformité des produits et services ;
• à la non conformité et aux mesures correctives ;
• aux résultats de contrôle et de mesure ;
• aux résultats des audits ;
• à la réaction des clients et autre entité intéressée, le cas échéant ;
• à la performance des fournisseurs externes ;
• à l'adéquation des ressources nécessaires au maintien de l'efficacité du système de gestion de la durabilité ;
• à l'efficacité des initiatives prises pour l'exploitation des opportunités et pour la gestion des risques (voir clause 6.1) ;
• e) les opportunités d'amélioration.
9,3:2
Les résultats issus de l'examen de la direction comprend les décisions et les actions portant sur :
les opportunités d'amélioration
tout besoin d'assistance additionnelle aux agricultures ;
tout besoin de modifications du système de gestion de la durabilité, notamment les besoins en ressources.
L'organisation conserve les informations documentées en guise de preuve des résultats des examens effectués par la direction.
9.3.3 La transmission des rétroactions à l'organisation
L'organisation élabore, met en œuvre et maintient un mécanisme de communication des résultats de l'examen du système de gestion de la durabilité aux planteurs ainsi qu'aux autres personnes concernées au sein de l'organisation. Les résultats transmis comprennent, mais sans se limiter :
À la forte performance de l'organisation ;
Aux cas de non conformité de l'organisation ;
Aux risques éventuels de non conformité à l'avenir,
Aux possibilités d'amélioration identifiées.
10 L’amélioration
10.1 Généralités
L'organisation identifie et sélectionne les possibilités d'amélioration, conçoit et définit les objectifs de performance adaptés et met en œuvre les actions requises, le cas échéant, en vue :
de l'amélioration des processus afin de se conformer aux exigences et la gestion des besoins et des aspirations futures ;
de la correction, de la prévention et de la réduction des effets indésirables ;
de l'amélioration de la performance et de l'efficacité du système de gestion de durabilité ;
• de l'exploitation d'autres possibilités d'amélioration.
REMARQUE Des exemples d'amélioration peuvent comprendre les corrections, les mesures correctives, l'amélioration continue, des modifications innovatrices, l'innovation et la réorganisation.
10.2 La non conformité et les mesures correctives
10,2:1
Lorsque survient un cas de non conformité, notamment ceux identifiés à travers la réaction provenant de l'organisation, l'organisation : a) réagit par rapport à cette non conformité, et, le cas échéant :
• prend des mesures en vue de la maîtriser et de la corriger ;
• gère les conséquences qui en découlent ;
• évalue les besoins en action dans le but d'éliminer les causes de la non conformité, afin qu'elle ne resurgisse ou ne survienne ailleurs en :
• analysant cette non-conformité;
• identifiant les causes de la non-conformité;
• déterminant si des cas similaires de non conformité existent ou pourraient éventuellement survenir ;
• mettant en œuvre toute action requise ;
• examinant l'efficacité de toutes mesures correctives prises ;
• mettant à jour informations relatives aux possibilités et aux risques relevés lors de la planification, le cas échéant
• modifiant le système de gestion de la durabilité, le cas échéant.
Les mesures correctives sont adaptées aux effets des cas de non conformité rencontrés.
Lorsqu'une mesure corrective peut être effectuée par un individu (un agriculteur par exemple), l'organisation s'assure que cet individu comprend ses responsabilités liées à l'exécution des actions correctives dans la gestion d'un cas de non conformité.
10,2:2
L'organisation conserve les informations documentées en guise de preuve :
• de la nature du cas de non conformité et de toute action prise en conséquence ;
• des résultats de toutes actions correctives
10.3 Les améliorations continues
L'organisation améliore continuellement la pertinence, l'adéquation et l'efficacité du système de gestion de la durabilité.
L'organisation prend en compte les résultats des analyses et des évaluations, ainsi que des résultats de l'examen conduit par la direction, afin de déterminer les éventuels besoins ou possibilités à traiter dans le cadre de l'amélioration continue.
Les activités qui encouragent l'amélioration continue doivent être planifiées et documentées dans le plan annuel de travail tel que défini en 8.2.
Overview
Optical fibers are widely used in fiber-optic communications, where they permit transmission over longer distances and at higher bandwidths (data rates) than wire cables. Fibers are used instead of metal wires because signals travel along them with less loss and are also immune to electromagnetic interference. Fibers are also used for illumination, and are wrapped in bundles so that they may be used to carry images, thus allowing viewing in confined spaces. Specially designed fibers are used for a variety of other applications, including sensors and fiber lasers.
Optical fibers typically include a transparentcore surrounded by a transparent cladding material with a lower index of refraction. Light is kept in the core by total internal reflection. This causes the fiber to act as a waveguide. Fibers that support many propagation paths or transverse modes are called multi-mode fibers (MMF), while those that only support a single mode are called single-mode fibers (SMF). Multi-mode fibers generally have a wider core diameter, and are used for short-distance communication links and for applications where high power must be transmitted. Single-mode fibers are used for most communication links longer than 1,000 meters (3,300 ft).
Joining lengths of optical fiber is more complex than joining electrical wire or cable. The ends of the fibers must be carefully cleaved, and then carefully spliced together with the cores perfectly aligned. A mechanical splice holds the ends of the fibers together mechanically, while fusion splicing uses heat to fuse the ends of the fibers together. Special optical fiber connectors for temporary or semi-permanent connections are also available.
History
Daniel Colladon first described this “light fountain” or “light pipe” in an 1842 article titled On the reflections of a ray of light inside a parabolic liquid stream. This particular illustration comes from a later article by Colladon, in 1884.
Guiding of light by refraction, the principle that makes fiber optics possible, was first demonstrated by Daniel Colladon and Jacques Babinet in Paris in the early 1840s. John Tyndall included a demonstration of it in his public lectures in London, 12 years later. Tyndall also wrote about the property of total internal reflection in an introductory book about the nature of light in 1870: "When the light passes from air into water, the refracted ray is bent towards the perpendicular... When the ray passes from water to air it is bent from the perpendicular... If the angle which the ray in water encloses with the perpendicular to the surface be greater than 48 degrees, the ray will not quit the water at all: it will be totally reflected at the surface.... The angle which marks the limit where total reflection begins is called the limiting angle of the medium. For water this angle is 48°27', for flint glass it is 38°41', while for diamond it is 23°42'." Unpigmented human hairs have also been shown to act as an optical fiber.
Practical applications, such as close internal illumination during dentistry, appeared early in the twentieth century. Image transmission through tubes was demonstrated independently by the radio experimenter Clarence Hansell and the television pioneer John Logie Baird in the 1920s. The principle was first used for internal medical examinations by Heinrich Lamm in the following decade. Modern optical fibers, where the glass fiber is coated with a transparent cladding to offer a more suitable refractive index, appeared later in the decade. Development then focused on fiber bundles for image transmission. Harold Hopkins and Narinder Singh Kapany at Imperial College in London achieved low-loss light transmission through a 75 cm long bundle which combined several thousand fibers. Their article titled "A flexible fibrescope, using static scanning" was published in the journal Nature in 1954. The first fiber optic semi-flexible gastroscope was patented by Basil Hirschowitz, C. Wilbur Peters, and Lawrence E. Curtiss, researchers at the University of Michigan, in 1956. In the process of developing the gastroscope, Curtiss produced the first glass-clad fibers; previous optical fibers had relied on air or impractical oils and waxes as the low-index cladding material.
A variety of other image transmission applications soon followed.
In 1880 Alexander Graham Bell and Sumner Tainter invented the 'Photophone' at the Volta Laboratory in Washington, D.C., to transmit voice signals over an optical beam. It was an advanced form of telecommunications, but subject to atmospheric interferences and impractical until the secure transport of light that would be offered by fiber-optical systems. In the late 19th and early 20th centuries, light was guided through bent glass rods to illuminate body cavities. Jun-ichi Nishizawa, a Japanese scientist at Tohoku University, also proposed the use of optical fibers for communications in 1963, as stated in his book published in 2004 in India. Nishizawa invented other technologies that contributed to the development of optical fiber communications, such as the graded-index optical fiber as a channel for transmitting light from semiconductor lasers. The first working fiber-optical data transmission system was demonstrated by German physicist Manfred Börner at Telefunken Research Labs in Ulm in 1965, which was followed by the first patent application for this technology in 1966. Charles K. Kao and George A. Hockham of the British company Standard Telephones and Cables (STC) were the first to promote the idea that the attenuation in optical fibers could be reduced below 20 decibels per kilometer (dB/km), making fibers a practical communication medium. They proposed that the attenuation in fibers available at the time was caused by impurities that could be removed, rather than by fundamental physical effects such as scattering. They correctly and systematically theorized the light-loss properties for optical fiber, and pointed out the right material to use for such fibers — silica glass with high purity. This discovery earned Kao the Nobel Prize in Physics in 2009.
NASA used fiber optics in the television cameras that were sent to the moon. At the time, the use in the cameras was classified confidential, and only those with the right security clearance or those accompanied by someone with the right security clearance were permitted to handle the cameras.
The crucial attenuation limit of 20 dB/km was first achieved in 1970, by researchers Robert D. Maurer, Donald Keck, Peter C. Schultz, and Frank Zimar working for American glass maker Corning Glass Works, now Corning Incorporated. They demonstrated a fiber with 17 dB/km attenuation by dopingsilica glass with titanium. A few years later they produced a fiber with only 4 dB/km attenuation using germanium dioxide as the core dopant. Such low attenuation ushered in optical fiber telecommunication. In 1981, General Electric produced fused quartzingots that could be drawn into strands 25 miles (40 km) long.
Attenuation in modern optical cables is far less than in electrical copper cables, leading to long-haul fiber connections with repeater distances of 70–150 kilometers (43–93 mi). The erbium-doped fiber amplifier, which reduced the cost of long-distance fiber systems by reducing or eliminating optical-electrical-optical repeaters, was co-developed by teams led by David N. Payne of the University of Southampton and Emmanuel Desurvire at Bell Labs in 1986. Robust modern optical fiber uses glass for both core and sheath, and is therefore less prone to aging. It was invented by Gerhard Bernsee of Schott Glass in Germany in 1973.
The emerging field of photonic crystals led to the development in 1991 of photonic-crystal fiber,[22] which guides light by diffraction from a periodic structure, rather than by total internal reflection. The first photonic crystal fibers became commercially available in 2000. Photonic crystal fibers can carry higher power than conventional fibers and their wavelength-dependent properties can be manipulated to improve performance.
Uses
Optical fiber communication
Optical fiber can be used as a medium for telecommunication and computer networking because it is flexible and can be bundled as cables. It is especially advantageous for long-distance communications, because light propagates through the fiber with little attenuation compared to electrical cables. This allows long distances to be spanned with few repeaters.
The per-channel light signals propagating in the fiber have been modulated at rates as high as 111 gigabits per second (Gbit/s) by NTT, although 10 or 40 Gbit/s is typical in deployed systems. In June 2013, researchers demonstrated transmission of 400 Gbit/s over a single channel using 4-mode orbital angular momentum mode division multiplexing.
Each fiber can carry many independent channels, each using a different wavelength of light (wavelength-division multiplexing (WDM)). The net data rate (data rate without overhead bytes) per fiber is the per-channel data rate reduced by the FEC overhead, multiplied by the number of channels (usually up to eighty in commercial dense WDM systems as of 2008). As of 2011 the record for bandwidth on a single core was 101 Tbit/sec (370 channels at 273 Gbit/sec each). The record for a multi-core fiber as of January 2013 was 1.05 petabits per second. In 2009, Bell Labs broke the 100 (Petabit per second)×kilometer barrier (15.5 Tbit/s over a single 7000 km fiber).
For short distance application, such as a network in an office building, fiber-optic cabling can save space in cable ducts. This is because a single fiber can carry much more data than electrical cables such as standard category 5 Ethernet cabling, which typically runs at 100 Mbit/s or 1 Gbit/s speeds. Fiber is also immune to electrical interference; there is no cross-talk between signals in different cables, and no pickup of environmental noise. Non-armored fiber cables do not conduct electricity, which makes fiber a good solution for protecting communications equipment in high voltage environments, such as power generation facilities, or metal communication structures prone to lightning strikes. They can also be used in environments where explosive fumes are present, without danger of ignition. Wiretapping (in this case, fiber tapping) is more difficult compared to electrical connections, and there are concentric dual core fibers that are said to be tap-proof.
Fiber optic sensors
Fibers have many uses in remote sensing. In some applications, the sensor is itself an optical fiber. In other cases, fiber is used to connect a non-fiberoptic sensor to a measurement system. Depending on the application, fiber may be used because of its small size, or the fact that no electrical power is needed at the remote location, or because many sensors can be multiplexed along the length of a fiber by using different wavelengths of light for each sensor, or by sensing the time delay as light passes along the fiber through each sensor. Time delay can be determined using a device such as an optical time-domain reflectometer.
Optical fibers can be used as sensors to measure strain, temperature, pressure and other quantities by modifying a fiber so that the property to measure modulates the intensity, phase, polarization, wavelength, or transit time of light in the fiber. Sensors that vary the intensity of light are the simplest, since only a simple source and detector are required. A particularly useful feature of such fiber optic sensors is that they can, if required, provide distributed sensing over distances of up to one meter.
Extrinsic fiber optic sensors use an optical fiber cable, normally a multi-mode one, to transmit modulated light from either a non-fiber optical sensor—or an electronic sensor connected to an optical transmitter. A major benefit of extrinsic sensors is their ability to reach otherwise inaccessible places. An example is the measurement of temperature inside aircraftjet engines by using a fiber to transmit radiation into a radiation pyrometer outside the engine. Extrinsic sensors can be used in the same way to measure the internal temperature of electrical transformers, where the extreme electromagnetic fields present make other measurement techniques impossible. Extrinsic sensors measure vibration, rotation, displacement, velocity, acceleration, torque, and twisting. A solid state version of the gyroscope, using the interference of light, has been developed. The fiber optic gyroscope (FOG) has no moving parts, and exploits the Sagnac effect to detect mechanical rotation.
Common uses for fiber optic sensors includes advanced intrusion detection security systems. The light is transmitted along a fiber optic sensor cable placed on a fence, pipeline, or communication cabling, and the returned signal is monitored and analysed for disturbances. This return signal is digitally processed to detect disturbances and trip an alarm if an intrusion has occurred.
Other uses of optical fibers
Light reflected from optical fiber illuminates exhibited model
Optical fibers have a wide number of applications. They are used as light guides in medical and other applications where bright light needs to be shone on a target without a clear line-of-sight path. In some buildings, optical fibers route sunlight from the roof to other parts of the building (see nonimaging optics). Optical fiber lamps are used for illumination in decorative applications, including signs, art, toys and artificial Christmas trees. Swarovski boutiques use optical fibers to illuminate their crystal showcases from many different angles while only employing one light source. Optical fiber is an intrinsic part of the light-transmitting concrete building product, LiTraCon.
Optical fiber is also used in imaging optics. A coherent bundle of fibers is used, sometimes along with lenses, for a long, thin imaging device called an endoscope, which is used to view objects through a small hole. Medical endoscopes are used for minimally invasive exploratory or surgical procedures. Industrial endoscopes (see fiberscope or borescope) are used for inspecting anything hard to reach, such as jet engine interiors. Many microscopes use fiber-optic light sources to provide intense illumination of samples being studied.
In spectroscopy, optical fiber bundles transmit light from a spectrometer to a substance that cannot be placed inside the spectrometer itself, in order to analyze its composition. A spectrometer analyzes substances by bouncing light off and through them. By using fibers, a spectrometer can be used to study objects remotely.
An optical fiber doped with certain rare earth elements such as erbium can be used as the gain medium of a laser or optical amplifier. Rare-earth doped optical fibers can be used to provide signal amplification by splicing a short section of doped fiber into a regular (undoped) optical fiber line. The doped fiber is optically pumped with a second laser wavelength that is coupled into the line in addition to the signal wave. Both wavelengths of light are transmitted through the doped fiber, which transfers energy from the second pump wavelength to the signal wave. The process that causes the amplification is stimulated emission.
Optical fibers doped with a wavelength shifter collect scintillation light in physics experiments.
Optical fiber can be used to supply a low level of power (around one watt) to electronics situated in a difficult electrical environment. Examples of this are electronics in high-powered antenna elements and measurement devices used in high voltage transmission equipment.
The iron sights for handguns, rifles, and shotguns may use short pieces of optical fiber for contrast enhancement.
Principle of operation
An optical fiber is a cylindrical dielectric waveguide (nonconducting waveguide) that transmits light along its axis, by the process of total internal reflection. The fiber consists of a core surrounded by a cladding layer, both of which are made of dielectric materials. To confine the optical signal in the core, the refractive index of the core must be greater than that of the cladding. The boundary between the core and cladding may either be abrupt, in step-index fiber, or gradual, in graded-index fiber.
Index of refraction
The index of refraction is a way of measuring the speed of light in a material. Light travels fastest in a vacuum, such as outer space. The speed of light in a vacuum is about 300,000 kilometers (186,000 miles) per second. Index of refraction is calculated by dividing the speed of light in a vacuum by the speed of light in some other medium. The index of refraction of a vacuum is therefore 1, by definition. The typical value for the cladding of an optical fiber is 1.52. The core value is typically 1.62. The larger the index of refraction, the slower light travels in that medium. From this information, a good rule of thumb is that signal using optical fiber for communication will travel at around 200,000 kilometers per second. Or to put it another way, to travel 1000 kilometers in fiber, the signal will take 5 milliseconds to propagate. Thus a phone call carried by fiber between Sydney and New York, a 16,000-kilometer distance, means that there is an absolute minimum delay of 80 milliseconds (or around 1/12 of a second) between when one caller speaks to when the other hears. (Of course the fiber in this case will probably travel a longer route, and there will be additional delays due to communication equipment switching and the process of encoding and decoding the voice onto the fiber).
Total internal reflection
When light traveling in an optically dense medium hits a boundary at a steep angle (larger than the critical angle for the boundary), the light is completely reflected. This is called total internal reflection. This effect is used in optical fibers to confine light in the core. Light travels through the fiber core, bouncing back and forth off the boundary between the core and cladding. Because the light must strike the boundary with an angle greater than the critical angle, only light that enters the fiber within a certain range of angles can travel down the fiber without leaking out. This range of angles is called the acceptance cone of the fiber. The size of this acceptance cone is a function of the refractive index difference between the fiber's core and cladding.
In simpler terms, there is a maximum angle from the fiber axis at which light may enter the fiber so that it will propagate, or travel, in the core of the fiber. The sine of this maximum angle is the numerical aperture (NA) of the fiber. Fiber with a larger NA requires less precision to splice and work with than fiber with a smaller NA. Single-mode fiber has a small NA.
Multi-mode fiber
A laser bouncing down an acrylic rod, illustrating the total internal reflection of light in a multi-mode optical fiber.
Main article: Multi-mode optical fiber
Fiber with large core diameter (greater than 10 micrometers) may be analyzed by geometrical optics. Such fiber is called multi-mode fiber, from the electromagnetic analysis (see below). In a step-index multi-mode fiber, rays of light are guided along the fiber core by total internal reflection. Rays that meet the core-cladding boundary at a high angle (measured relative to a line normal to the boundary), greater than the critical angle for this boundary, are completely reflected. The critical angle (minimum angle for total internal reflection) is determined by the difference in index of refraction between the core and cladding materials. Rays that meet the boundary at a low angle are refracted from the core into the cladding, and do not convey light and hence information along the fiber. The critical angle determines the acceptance angle of the fiber, often reported as a numerical aperture. A high numerical aperture allows light to propagate down the fiber in rays both close to the axis and at various angles, allowing efficient coupling of light into the fiber. However, this high numerical aperture increases the amount of dispersion as rays at different angles have different path lengths and therefore take different times to traverse the fiber.
In graded-index fiber, the index of refraction in the core decreases continuously between the axis and the cladding. This causes light rays to bend smoothly as they approach the cladding, rather than reflecting abruptly from the core-cladding boundary. The resulting curved paths reduce multi-path dispersion because high angle rays pass more through the lower-index periphery of the core, rather than the high-index center. The index profile is chosen to minimize the difference in axial propagation speeds of the various rays in the fiber. This ideal index profile is very close to a parabolic relationship between the index and the distance from the axis.
Single-mode fiber
Fiber with a core diameter less than about ten times the wavelength of the propagating light cannot be modeled using geometric optics. Instead, it must be analyzed as an electromagnetic structure, by solution of Maxwell's equations as reduced to the electromagnetic wave equation. The electromagnetic analysis may also be required to understand behaviors such as speckle that occur when coherent light propagates in multi-mode fiber. As an optical waveguide, the fiber supports one or more confined transverse modes by which light can propagate along the fiber. Fiber supporting only one mode is called single-mode or mono-mode fiber. The behavior of larger-core multi-mode fiber can also be modeled using the wave equation, which shows that such fiber supports more than one mode of propagation (hence the name). The results of such modeling of multi-mode fiber approximately agree with the predictions of geometric optics, if the fiber core is large enough to support more than a few modes.
The waveguide analysis shows that the light energy in the fiber is not completely confined in the core. Instead, especially in single-mode fibers, a significant fraction of the energy in the bound mode travels in the cladding as an evanescent wave.
The most common type of single-mode fiber has a core diameter of 8–10 micrometers and is designed for use in the near infrared. The mode structure depends on the wavelength of the light used, so that this fiber actually supports a small number of additional modes at visible wavelengths. Multi-mode fiber, by comparison, is manufactured with core diameters as small as 50 micrometers and as large as hundreds of micrometers. The normalized frequencyV for this fiber should be less than the first zero of the Bessel functionJ0 (approximately 2.405).
Special-purpose fiber
Some special-purpose optical fiber is constructed with a non-cylindrical core and/or cladding layer, usually with an elliptical or rectangular cross-section. These include polarization-maintaining fiber and fiber designed to suppress whispering gallery mode propagation. Polarization-maintaining fiber is a unique type of fiber that is commonly used in fiber optic sensors due to its ability to maintain the polarization of the light inserted into it.
Photonic-crystal fiber is made with a regular pattern of index variation (often in the form of cylindrical holes that run along the length of the fiber). Such fiber uses diffraction effects instead of or in addition to total internal reflection, to confine light to the fiber's core. The properties of the fiber can be tailored to a wide variety of applications.
Mechanisms of attenuation
Attenuation in fiber optics, also known as transmission loss, is the reduction in intensity of the light beam (or signal) as it travels through the transmission medium. Attenuation coefficients in fiber optics usually use units of dB/km through the medium due to the relatively high quality of transparency of modern optical transmission media. The medium is usually a fiber of silica glass that confines the incident light beam to the inside. Attenuation is an important factor limiting the transmission of a digital signal across large distances. Thus, much research has gone into both limiting the attenuation and maximizing the amplification of the optical signal. Empirical research has shown that attenuation in optical fiber is caused primarily by both scattering and absorption.
Light scattering
The propagation of light through the core of an optical fiber is based on total internal reflection of the lightwave. Rough and irregular surfaces, even at the molecular level, can cause light rays to be reflected in random directions. This is called diffuse reflection or scattering, and it is typically characterized by wide variety of reflection angles.
Light scattering depends on the wavelength of the light being scattered. Thus, limits to spatial scales of visibility arise, depending on the frequency of the incident light-wave and the physical dimension (or spatial scale) of the scattering center, which is typically in the form of some specific micro-structural feature. Since visible light has a wavelength of the order of one micrometer (one millionth of a meter) scattering centers will have dimensions on a similar spatial scale.
Thus, attenuation results from the incoherent scattering of light at internal surfaces and interfaces. In (poly)crystalline materials such as metals and ceramics, in addition to pores, most of the internal surfaces or interfaces are in the form of grain boundaries that separate tiny regions of crystalline order. It has recently been shown that when the size of the scattering center (or grain boundary) is reduced below the size of the wavelength of the light being scattered, the scattering no longer occurs to any significant extent. This phenomenon has given rise to the production of transparent ceramic materials.
Similarly, the scattering of light in optical quality glass fiber is caused by molecular level irregularities (compositional fluctuations) in the glass structure. Indeed, one emerging school of thought is that a glass is simply the limiting case of a polycrystalline solid. Within this framework, "domains" exhibiting various degrees of short-range order become the building blocks of both metals and alloys, as well as glasses and ceramics. Distributed both between and within these domains are micro-structural defects that provide the most ideal locations for light scattering. This same phenomenon is seen as one of the limiting factors in the transparency of IR missile domes.
At high optical powers, scattering can also be caused by nonlinear optical processes in the fiber.
UV-Vis-IR absorption
In addition to light scattering, attenuation or signal loss can also occur due to selective absorption of specific wavelengths, in a manner similar to that responsible for the appearance of color. Primary material considerations include both electrons and molecules as follows:
1) At the electronic level, it depends on whether the electron orbitals are spaced (or "quantized") such that they can absorb a quantum of light (or photon) of a specific wavelength or frequency in the ultraviolet (UV) or visible ranges. This is what gives rise to color.
2) At the atomic or molecular level, it depends on the frequencies of atomic or molecular vibrations or chemical bonds, how close-packed its atoms or molecules are, and whether or not the atoms or molecules exhibit long-range order. These factors will determine the capacity of the material transmitting longer wavelengths in the infrared (IR), far IR, radio and microwave ranges.
The design of any optically transparent device requires the selection of materials based upon knowledge of its properties and limitations. The Latticeabsorption characteristics observed at the lower frequency regions (mid IR to far-infrared wavelength range) define the long-wavelength transparency limit of the material. They are the result of the interactive coupling between the motions of thermally induced vibrations of the constituent atoms and molecules of the solid lattice and the incident light wave radiation. Hence, all materials are bounded by limiting regions of absorption caused by atomic and molecular vibrations (bond-stretching)in the far-infrared (>10 µm).
Thus, multi-phonon absorption occurs when two or more phonons simultaneously interact to produce electric dipole moments with which the incident radiation may couple. These dipoles can absorb energy from the incident radiation, reaching a maximum coupling with the radiation when the frequency is equal to the fundamental vibrational mode of the molecular dipole (e.g. Si-O bond) in the far-infrared, or one of its harmonics.
The selective absorption of infrared (IR) light by a particular material occurs because the selected frequency of the light wave matches the frequency (or an integer multiple of the frequency) at which the particles of that material vibrate. Since different atoms and molecules have different natural frequencies of vibration, they will selectively absorb different frequencies (or portions of the spectrum) of infrared (IR) light.
Reflection and transmission of light waves occur because the frequencies of the light waves do not match the natural resonant frequencies of vibration of the objects. When IR light of these frequencies strikes an object, the energy is either reflected or transmitted.
Process
Standard optical fibers are made by first constructing a large-diameter "preform", with a carefully controlled refractive index profile, and then "pulling" the preform to form the long, thin optical fiber. The preform is commonly made by three chemical vapor deposition methods: inside vapor deposition, outside vapor deposition, and vapor axial deposition.
With inside vapor deposition, the preform starts as a hollow glass tube approximately 40 centimeters (16 in) long, which is placed horizontally and rotated slowly on a lathe. Gases such as silicon tetrachloride (SiCl4) or germanium tetrachloride (GeCl4) are injected with oxygen in the end of the tube. The gases are then heated by means of an external hydrogen burner, bringing the temperature of the gas up to 1900 K (1600 °C, 3000 °F), where the tetrachlorides react with oxygen to produce silica or germania (germanium dioxide) particles. When the reaction conditions are chosen to allow this reaction to occur in the gas phase throughout the tube volume, in contrast to earlier techniques where the reaction occurred only on the glass surface, this technique is called modified chemical vapor deposition (MCVD).
The oxide particles then agglomerate to form large particle chains, which subsequently deposit on the walls of the tube as soot. The deposition is due to the large difference in temperature between the gas core and the wall causing the gas to push the particles outwards (this is known as thermophoresis). The torch is then traversed up and down the length of the tube to deposit the material evenly. After the torch has reached the end of the tube, it is then brought back to the beginning of the tube and the deposited particles are then melted to form a solid layer. This process is repeated until a sufficient amount of material has been deposited. For each layer the composition can be modified by varying the gas composition, resulting in precise control of the finished fiber's optical properties.
In outside vapor deposition or vapor axial deposition, the glass is formed by flame hydrolysis, a reaction in which silicon tetrachloride and germanium tetrachloride are oxidized by reaction with water (H2O) in an oxyhydrogen flame. In outside vapor deposition the glass is deposited onto a solid rod, which is removed before further processing. In vapor axial deposition, a short seed rod is used, and a porous preform, whose length is not limited by the size of the source rod, is built up on its end. The porous preform is consolidated into a transparent, solid preform by heating to about 1800 K (1500 °C, 2800 °F).
The preform, however constructed, is then placed in a device known as a drawing tower, where the preform tip is heated and the optical fiber is pulled out as a string. By measuring the resultant fiber width, the tension on the fiber can be controlled to maintain the fiber thickness.
Coatings
The light is "guided" down the core of the fiber by an optical "cladding" with a lower refractive index that traps light in the core through "total internal reflection."
The cladding is coated by a "buffer" that protects it from moisture and physical damage. The buffer is what gets stripped off the fiber for termination or splicing. These coatings are UV-cured urethane acrylate composite materials applied to the outside of the fiber during the drawing process. The coatings protect the very delicate strands of glass fiber—about the size of a human hair—and allow it to survive the rigors of manufacturing, proof testing, cabling and installation.
Today’s glass optical fiber draw processes employ a dual-layer coating approach. An inner primary coating is designed to act as a shock absorber to minimize attenuation caused by microbending. An outer secondary coating protects the primary coating against mechanical damage and acts as a barrier to lateral forces. Sometimes a metallic armor layer is added to provide extra protection.
These fiber optic coating layers are applied during the fiber draw, at speeds approaching 100 kilometers per hour (60 mph). Fiber optic coatings are applied using one of two methods: wet-on-dry and wet-on-wet. In wet-on-dry, the fiber passes through a primary coating application, which is then UV cured—then through the secondary coating application, which is subsequently cured. In wet-on-wet, the fiber passes through both the primary and secondary coating applications, then goes to UV curing.
Fiber optic coatings are applied in concentric layers to prevent damage to the fiber during the drawing application and to maximize fiber strength and microbend resistance. Unevenly coated fiber will experience non-uniform forces when the coating expands or contracts, and is susceptible to greater signal attenuation. Under proper drawing and coating processes, the coatings are concentric around the fiber, continuous over the length of the application and have constant thickness.
Fiber optic coatings protect the glass fibers from scratches that could lead to strength degradation. The combination of moisture and scratches accelerates the aging and deterioration of fiber strength. When fiber is subjected to low stresses over a long period, fiber fatigue can occur. Over time or in extreme conditions, these factors combine to cause microscopic flaws in the glass fiber to propagate, which can ultimately result in fiber failure.
Three key characteristics of fiber optic waveguides can be affected by environmental conditions: strength, attenuation and resistance to losses caused by microbending. External fiber optic coatings protect glass optical fiber from environmental conditions that can affect the fiber’s performance and long-term durability. On the inside, coatings ensure the reliability of the signal being carried and help minimize attenuation due to microbending.
Practical issues
In practical fibers, the cladding is usually coated with a tough resinbuffer layer, which may be further surrounded by a jacket layer, usually glass. These layers add strength to the fiber but do not contribute to its optical wave guide properties. Rigid fiber assemblies sometimes put light-absorbing ("dark") glass between the fibers, to prevent light that leaks out of one fiber from entering another. This reduces cross-talk between the fibers, or reduces flare in fiber bundle imaging applications.
Modern cables come in a wide variety of sheathings and armor, designed for applications such as direct burial in trenches, high voltage isolation, dual use as power lines, installation in conduit, lashing to aerial telephone poles, submarine installation, and insertion in paved streets. The cost of small fiber-count pole-mounted cables has greatly decreased due to the high demand for fiber to the home (FTTH) installations in Japan and South Korea.
Fiber cable can be very flexible, but traditional fiber's loss increases greatly if the fiber is bent with a radius smaller than around 30 mm. This creates a problem when the cable is bent around corners or wound around a spool, making FTTX installations more complicated. "Bendable fibers", targeted towards easier installation in home environments, have been standardized as ITU-T G.657. This type of fiber can be bent with a radius as low as 7.5 mm without adverse impact. Even more bendable fibers have been developed. Bendable fiber may also be resistant to fiber hacking, in which the signal in a fiber is surreptitiously monitored by bending the fiber and detecting the leakage.
Another important feature of cable is cable's ability to withstand horizontally applied force. It is technically called max tensile strength defining how much force can be applied to the cable during the installation period.
Some fiber optic cable versions are reinforced with aramid yarns or glass yarns as intermediary strength member. In commercial terms, usage of the glass yarns are more cost effective while no loss in mechanical durability of the cable. Glass yarns also protect the cable core against rodents and termites.
Termination and splicing
Optical fibers are connected to terminal equipment by optical fiber connectors. These connectors are usually of a standard type such as FC, SC, ST, LC, MTRJ, or SMA, which is designated for higher power transmission.
Optical fibers may be connected to each other by connectors or by splicing, that is, joining two fibers together to form a continuous optical waveguide. The generally accepted splicing method is arc fusion splicing, which melts the fiber ends together with an electric arc. For quicker fastening jobs, a “mechanical splice” is used.
Fusion splicing is done with a specialized instrument that typically operates as follows: The two cable ends are fastened inside a splice enclosure that will protect the splices, and the fiber ends are stripped of their protective polymer coating (as well as the more sturdy outer jacket, if present). The ends are cleaved (cut) with a precision cleaver to make them perpendicular, and are placed into special holders in the splicer. The splice is usually inspected via a magnified viewing screen to check the cleaves before and after the splice. The splicer uses small motors to align the end faces together, and emits a small spark between electrodes at the gap to burn off dust and moisture. Then the splicer generates a larger spark that raises the temperature above the melting point of the glass, fusing the ends together permanently. The location and energy of the spark is carefully controlled so that the molten core and cladding do not mix, and this minimizes optical loss. A splice loss estimate is measured by the splicer, by directing light through the cladding on one side and measuring the light leaking from the cladding on the other side. A splice loss under 0.1 dB is typical. The complexity of this process makes fiber splicing much more difficult than splicing copper wire.
Mechanical fiber splices are designed to be quicker and easier to install, but there is still the need for stripping, careful cleaning and precision cleaving. The fiber ends are aligned and held together by a precision-made sleeve, often using a clear index-matching gel that enhances the transmission of light across the joint. Such joints typically have higher optical loss and are less robust than fusion splices, especially if the gel is used. All splicing techniques involve installing an enclosure that protects the splice.
Fibers are terminated in connectors that hold the fiber end precisely and securely. A fiber-optic connector is basically a rigid cylindrical barrel surrounded by a sleeve that holds the barrel in its mating socket. The mating mechanism can be push and click, turn and latch (bayonet mount), or screw-in (threaded). A typical connector is installed by preparing the fiber end and inserting it into the rear of the connector body. Quick-set adhesive is usually used to hold the fiber securely, and a strain relief is secured to the rear. Once the adhesive sets, the fiber's end is polished to a mirror finish. Various polish profiles are used, depending on the type of fiber and the application. For single-mode fiber, fiber ends are typically polished with a slight curvature that makes the mated connectors touch only at their cores. This is called a physical contact (PC) polish. The curved surface may be polished at an angle, to make an angled physical contact (APC) connection. Such connections have higher loss than PC connections, but greatly reduced back reflection, because light that reflects from the angled surface leaks out of the fiber core. The resulting signal strength loss is called gap loss. APC fiber ends have low back reflection even when disconnected.
In the 1990s, terminating fiber optic cables was labor-intensive. The number of parts per connector, polishing of the fibers, and the need to oven-bake the epoxy in each connector made terminating fiber optic cables difficult. Today, many connectors types are on the market that offer easier, less labor-intensive ways of terminating cables. Some of the most popular connectors are pre-polished at the factory, and include a gel inside the connector. Those two steps help save money on labor, especially on large projects. A cleave is made at a required length, to get as close to the polished piece already inside the connector. The gel surrounds the point where the two pieces meet inside the connector for very little light loss.]
Free-space coupling
It is often necessary to align an optical fiber with another optical fiber, or with an optoelectronic device such as a light-emitting diode, a laser diode, or a modulator. This can involve either carefully aligning the fiber and placing it in contact with the device, or can use a lens to allow coupling over an air gap. In some cases the end of the fiber is polished into a curved form that makes it act as a lens. Some companies can even shape the fiber into lenses by cutting them with lasers.
In a laboratory environment, a bare fiber end is coupled using a fiber launch system, which uses a microscope objective lens to focus the light down to a fine point. A precision translation stage (micro-positioning table) is used to move the lens, fiber, or device to allow the coupling efficiency to be optimized. Fibers with a connector on the end make this process much simpler: the connector is simply plugged into a pre-aligned fiberoptic collimator, which contains a lens that is either accurately positioned with respect to the fiber, or is adjustable. To achieve the best injection efficiency into single-mode fiber, the direction, position, size and divergence of the beam must all be optimized. With good beams, 70 to 90% coupling efficiency can be achieved.
With properly polished single-mode fibers, the emitted beam has an almost perfect Gaussian shape—even in the far field—if a good lens is used. The lens needs to be large enough to support the full numerical aperture of the fiber, and must not introduce aberrations in the beam. Aspheric lenses are typically used.
Fiber fuse
At high optical intensities, above 2 megawatts per square centimeter, when a fiber is subjected to a shock or is otherwise suddenly damaged, a fiber fuse can occur. The reflection from the damage vaporizes the fiber immediately before the break, and this new defect remains reflective so that the damage propagates back toward the transmitter at 1–3 meters per second (4–11 km/h, 2–8 mph). The open fiber controlsystem, which ensures laser eye safety in the event of a broken fiber, can also effectively halt propagation of the fiber fuse. In situations, such as undersea cables, where high power levels might be used without the need for open fiber control, a "fiber fuse" protection device at the transmitter can break the circuit to keep damage to a minimum.
Example
Fiber connections can be used for various types of connections. For example, most high definition televisions offer a digital audio optical connection. This allows the streaming of audio over light, using the TOSLink protocol.
Power transmission
Optical fiber can be used to transmit power using a photovoltaic cell to convert the light into electricity. While this method of power transmission is not as efficient as conventional ones, it is especially useful in situations where it is desirable not to have a metallic conductor as in the case of use near MRI machines, which produce strong magnetic fields.
Preform
A preform is a piece of glass used to draw an optical fiber. The preform may consist of several pieces of a glass with different refractive indices, to provide the core and cladding of the fiber. The shape of the preform may be circular, although for some applications such as double-clad fibers another form is preferred. In fiber lasers based on double-clad fiber, an asymmetric shape improves the filling factor for laser pumping.
Because of the surface tension, the shape is smoothed during the drawing process, and the shape of the resulting fiber does not reproduce the sharp edges of the preform. Nevertheless, the careful polishing of the preform is important, any defects of the preform surface affect the optical and mechanical properties of the resulting fiber. In particular, the preform for the test-fiber shown in the figure was not polished well, and the cracks are seen with confocal optical microscope.
Advantages of Optical Fiber over Conventional Copper System
The advantages of optical fiber communication with respect to copper wire systems are:-
1. Broad Bandwidth
Broadband communication is very much possible over fiber optics which means that audio signal, video signal, microwave signal, text and data from computers can be modulated over light carrier wave and demodulated by optical receiver at the other end. It is possible to transmit around 3,000,000 full-duplex voice or 90,000 TV channels over one optical fiber.
2. Immunity to Electromagnetic Interference
Optical fiber cables carry the information over light waves which travel in the fibers due to the properties of the fiber materials, similar to the light traveling in free space. The light waves (one form of electromagnetic radiation) are unaffected by other electromagnetic radiation nearby. The optical fiber is electrically non-conductive, so it does not act as an antenna to pick up electromagnetic signals which may be present nearby. So the information traveling inside the optical fiber cables is immune to electromagnetic interference e.g. radio transmitters, power cables adjacent to the fiber cables, or even electromagnetic pulses generated by nuclear devices.
3. Low attenuation loss over long distances
There are various optical windows in the optical fiber cable at which the attenuation loss is found to be comparatively low and so transmitter and receiver devices are developed and used in these low attenuation region. Due to low attenuation of 0.2dB/km in optical fiber cables, it is possible to achieve long distance communication efficiently over information capacity rate of 1 Tbit/s.
4 Electrical Insulator
Optical fibers are made and drawn from silica glass which is nonconductor of electricity and so there are no ground loops and leakage of any type of current. Optical fibers are thus laid down along with high voltage cables on the electricity poles due to its electrical insulator behavior.
5 Lack of costly metal conductor
The use of optical fibers do not require the huge amounts of copper conductor used in conventional cable systems. In recent times, this copper has become a target for widespread metal theft due to its inherent value on the scrap market
翻译文本 - French法语
LA FIBRE OPTIQUE
Aperçu
Les fibres optiques sont très largement utilisées dans les télécommunications, où elles permettent la transmission sur des distances plus longues et à des bandes passantes plus élevées (taux de données) que les câbles métalliques. Les fibres sont utilisées à la place de fils métalliques, parce qu’elles permettent de limiter les déperditions des signaux qui la traversent. Et puis, elles ne sont pas sensibles aux interférences électromagnétiques. Les fibres sont également utilisées pour l'éclairage, et sont regroupées en faisceaux de manière à pouvoir être utilisées pour transporter des images, permettant ainsi la visualisation dans des espaces confinés. Les fibres spécialement conçues sont utilisées pour plusieurs autres applications, notamment les capteurs et lasers à fibre.
Les fibres optiques comprennent habituellement un cœur (#gaine)transparente entourée d'une gaine transparente présentant un indice de réfraction inférieur. La lumière est conservée dans l’âme par une réflexion interne totale. C'est pourquoi la fibre fonctionne comme un guide d’ondes. Les fibres qui prennent en charge de nombreux trajets de propagation ou modes transversaux sont appelées fibres multi-modes (FMM), tandis que celles qui ne prennent qu'un seul mode en charge sont appelées fibres monomodes (FMM). Les fibres multi-modes ont généralement un diamètre de base plus large, et sont utilisées pour les réseaux de communication à courte distance et pour les applications où une puissance élevée doit être transmise. Les fibres monomodes sont utilisées généralement pour des réseaux de communication de plus de 1000 mètres (3300 pieds).
L’assemblage des longueurs de la fibre optique est plus complexe que celui du fil électrique ou du câble. Les extrémités des fibres doivent être soigneusement clivées, puis soigneusement épissées les unes aux autres avec les noyaux parfaitement alignés. Une épissure mécanique maintient les extrémités des fibres entre elles de façon mécanique, tandis que la procédure de soudure utilise la chaleur pour fusionner les extrémités des fibres entre elles. Les connecteurs spéciaux pour fibres optiques destinés aux connexions temporaires ou semi-permanentes sont également disponibles.
Histoire
Daniel Colladon a pour la première fois décrit cette «fontaine de lumière» ou «conduit de lumière" dans un article intitulé sur les réflexions d'un rayon de lumière à l'intérieur d'une veine parabolique liquide publié en1842. Cette illustration particulière provient d'un dernier article écrit par Colladon en 1884.
Le guidage de la lumière par réflexion, le principe qui a permis de développer la fibre optique, a d'abord été démontré par Daniel Colladon et Jacques Babinet au début des années 1840 à Paris. John Tyndall en a fait une démonstration dans ses conférences à Londres, 12 ans après [4] Tyndall a également écrit sur la propriété de réflexion totale interne dans un ouvrage d'introduction sur la nature de la lumière en 1870: «Quand la lumière passe de l'air dans l'eau, le rayon réfracté est réfléchie vers la perpendiculaire ...Lorsque le rayon passe de l'eau à l'air est réfléchie à la perpendiculaire ...Si l'angle formé par le rayon dans l'eau à la perpendiculaire de la surface est supérieure à 48 degrés, le rayon ne quittera pas l'eau du tout: il va totalement se réfracter à la surface .... L'angle qui marque la limite où commence la réflexion totale est appelé l'angle limite de la moyenne. Pour l'eau cet angle est de 48 °. 27 ', pour le verre de silex de 38 ° 41', tandis que pour le diamant, il est de 23 ° 42 '. Il a été démontré que les "cheveux humains non pigmentés agissent comme une fibre optique.
Des cas pratiques, tels que l'éclairage interne rapproché utilisé en dentisterie, est apparu au début du XXe siècle. La transmission des images à travers des tubes a été démontrée de façon indépendante par l'expérimentateur de la radio Clarence Hansell et le pionnier de la télévision John Logie Baird dans les années 1920. La décennie suivante, Le principe a d'abord été utilisé pour des examens médicaux internes par Heinrich Lamm. Les fibres optiques modernes, où la fibre de verre est revêtue d'une gaine transparente pour offrir un indice de réfraction plus approprié, apparaissent plus tard dans la décennie. Le développement a ensuite mis l’accent sur des faisceaux de fibres pour la transmission de l'image. Harold Hopkins et Narinder Singh Kapany de l'Imperial College à Londres ont découvert de faible perte au niveau de la transmission lumineuse à travers un long faisceau 75 cm qui combinait plusieurs milliers de fibres. Leur article intitulé "Un fibroscope flesible utilisant un balayage statique» a été publié dans la revue Nature en 1954. La première fibre optique gastroscope semi-flexible fut brevetée par Basil Hirschowitz, C. Wilbur Peters, et Lawrence E. Curtiss, chercheurs à l'Université du Michigan, en 1956. Dans le processus d'élaboration du gastroscope, Curtiss a produit les premières fibres de verre avec revêtement; les premières fibres optiques se servaient de l'air ou des huiles peu pratiques et de la cire comme matière de gainage à faible indice. Une variété d'autres applications de transmission d'image se sont rapidement succédé.
En 1880, Alexander Graham Bell et Sumner Tainter ont inventé le 'Photophone' au Laboratoire Volta à Washington, DC, pour transmettre des signaux vocaux sur un faisceau optique. [10] C'était une forme avancée de télécommunications, mais sujette à des interférences atmosphériques et impraticable jusqu'au transport sécurisé de la lumière qui pouvait être fourni par les systèmes de fibre optique. A la fin du 19e siècle et au début du 20e siècle, la lumière a été guidé par des tiges de verre courbée pour éclairer les cavités du corps. [11] Jun-ichi Nishizawa, un scientifique japonais de l'Université Tohoku, a également proposé l'utilisation des fibres optiques pour les communications en 1963, comme l'indique son livre publié en 2004 en Inde. Nishizawa a inventé d'autres technologies qui ont contribué au développement des communications par fibres optiques, tels que la fibre optique à gradient d'indice utilisée comme un canal pour transmettre la lumière des lasers à semi-conducteurs. Le premier système fonctionnel de transmission de données à fibres optiques a été démontré par le physicien allemand Manfred Börner au Telefunken Research Labs à Ulm en 1965, qui a été suivi par la première demande de brevet pour cette technologie en 1966. Charles K. Kao et George A. Hockham de la société britannique standard Telephones and Cables (STC) furent les premiers à promouvoir l'idée que l'atténuation dans les fibres optiques pourrait être réduite en dessous de 20 décibels par kilomètre (dB / km), faisant de la fibre un moyen de communication pratique. Ils proposèrent que l'atténuation dans les fibres disponibles à ce moment-là fût provoquée par des impuretés qui pourraient être supprimés, plutôt que par des effets physiques fondamentales telles que la diffusion. Ils ont correctement et systématiquement émis l'hypothèse des propriétés relatives à la perte de lumière pour la fibre optique, et ont insisté sur le bon matériel à utiliser pour ces fibres - verre de silice de haute pureté. Cette découverte a valu à Kao le prix Nobel de Physique en 2009.
La NASA a utilisé la fibre optique dans les caméras de télévision qui ont été envoyés sur la lune. À l'époque, son utilisation dans les appareils photo était classée confidentielle, et seuls ceux détenant l'habilitation de sécurité ou ceux accompagnés par une personne ayant l'habilitation de sécurité étaient autorisés à manipuler les caméras.
La limite pour atténuation cruciale de 20 dB / km fut atteinte en 1970, par les chercheurs Robert D. Maurer, Donald Keck, Peter C. Schultz, et Frank Zimar qui travaillaient pour les entreprises américaines du verre Corning Glass Works, aujourd'hui Corning Incorporated. Ils ont démontré une atténuation de la fibre de 17 dB / km par un dopage du verre de silice avec du titane. Quelques années plus tard, ils ont produit une fibre caractérisée d'une atténuation de seulement 4 dB / km en utilisant du dioxyde de germanium comme dopant de base. Cette faible atténuation marquait le début de l'ère des télécommunications par fibres optiques. En 1981, la General Electric a produit des lingots de quartz fondus qui pouvaient être étirées en brins de 25 miles (40km) de long.
L’atténuation des câbles optiques modernes est beaucoup moins inférieure que dans les câbles électriques en cuivre, conduisant à des connexions à fibre optique longue distance avec un répéteur sur des distances de 70 à 150 kilomètres. L'amplificateur optique à fibre dopée à l'erbium, qui a réduit le coût des systèmes de fibre longue distance en réduisant ou éliminant les répéteurs optiques électriques, a été co-développé par des équipes dirigées par David N. Payne de l'Université de Southampton et Emmanuel Desurvire de Bell Labs en 1986. La Fibre optique moderne robuste utilise le verre à la fois comme âme et gaine, et est de ce fait moins sujette au vieillissement. Elle a été inventée par Gerhard Bernsee de l'industrie du verre Schott en Allemagne en 1973.
Le nouveau domaine de cristaux photoniques a conduit au développement en 1991 de la fibre à cristaux photoniques, qui guide la lumière par la diffraction d'une structure périodique, plutôt que par la réflexion interne totale. Les premières fibres à cristaux photoniques ont mises sur le marché en 2000. Les fibres à cristaux photoniques peuvent transporter une puissance plus élevée que les fibres conventionnelles et les propriétés dépendent de leur longueur d'onde et peuvent être manipulées pour améliorer les performances.
Utilisations
Communication par fibre optique
La fibre optique peut être utilisée comme un moyen de télécommunications et de réseau informatique car elle est flexible et peut être mise en paquets. Elle est particulièrement avantageuse pour les communications longue distance, parce que la lumière se propage à travers la fibre avec peu d'atténuation par rapport aux câbles électriques. Cela permet des transmissions sur de longues distances pouvant être couvertes avec peu de répéteurs. Les signaux lumineux par canal se propageant dans la fibre ont été modulés à des taux aussi élevés que 111 gigabits par seconde par NTT, bien que 10 ou 40 Gbit / s est typique dans les systèmes déployés. En Juin 2013, les chercheurs ont démontré la transmission de 400 Gbit / s sur un seul canal en utilisant le mode 4 de moment angulaire orbital et le mode de multiplexage par division.
Chaque fibre peut transporter de nombreux canaux indépendants, chacune utilisant une longueur d'onde différente de la lumière (multiplexage par répartition en longueur d'onde (WDM)). Le débit net (débit des données sans surcharge en octets) par fibre est le débit de données par canal réduit par la surcharge FEC, multiplié par le nombre de canaux (généralement jusqu'à quatre-vingts dans les systèmes WDM denses commerciaux à partir de 2008). En 2011 le record de la bande passante sur un seul noyau était de 101 Tbits / s.(370 canaux à 273 Gbits par seconde ). Le record pour une multi âme en fibre à partir de Janvier 2013 était 1,05 pétabits par seconde. En 2009, Bell Labs a dépassé la limite de 100 (petabits/s) km (15.5 Tbits/s sur fibre unique de 7000 km).
Pour l'application de courte distance, comme un réseau dans un immeuble de bureaux, le câblage de fibre optique peut économiser de l'espace dans les gaines de câbles. C'est parce qu'une seule fibre peut transporter beaucoup plus de données que les câbles électriques tels que le câblage Ethernet de catégorie 5 standard, qui s'étend généralement à 100 Mbits / s ou 1 Gbit / s de vitesse. La fibre est également insensible aux interférences électriques; il n'y a pas de diaphonie entre les signaux dans les différents câbles, et aucun captage d'émissions sonores dans l'environnement. Les câbles de fibres non blindés ne conduisent pas d'électricité, ce qui fait de la fibre une solution idéale pour protéger les équipements de communications dans des environnements à haute tension, tels que les installations de production d'énergie électrique, ou des structures de communications en métal sujettes à la foudre.
Ils peuvent également être utilisés dans des environnements où les vapeurs explosives sont présentes, sans risque d'inflammation. L'écoute téléphonique-interception de la fibre) est plus difficile par rapport aux connexions électriques, et la présence des fibres concentriques à double cœur en constitue la preuve.
Capteurs à fibre optique
Les fibres servent à de nombreuses utilisations dans la télédétection. Dans certaines applications, le capteur lui-même est une fibre optique. Dans d'autres cas, la fibre est utilisée pour connecter un capteur à fibres non-optiques à un système de mesure. Selon l'application, la fibre peut être utilisée en raison de sa petite taille, ou du fait qu'aucun courant électrique n'est nécessaire dans un emplacement distant, ou parce que de nombreux capteurs peuvent être multiplexés sur la longueur d'une fibre en utilisant différentes longueurs d'onde de lumière pour chaque capteur, ou par détection du temps de retard tant que la lumière passe le long de la fibre à travers chaque capteur. Le temps de retard peut être déterminé en utilisant un dispositif tel qu'un réflectomètre optique temporel.
Les fibres optiques peuvent être utilisées comme capteurs pour mesurer la tension, la température, la pression et d'autres quantités par la modification d'une fibre de sorte que la propriété permettant de mesurer module l'intensité, la phase, la polarisation, la longueur d'onde, ou le temps de transit de la lumière dans la fibre. Les capteurs variant l'intensité de la lumière sont les plus simples, puisque seuls une source simple et un détecteur sont nécessaires. Une caractéristique particulièrement utile de tels capteurs à fibres optiques est qu'elles peuvent, si nécessaire, fournir une détection répartie sur des distances allant jusqu'à un mètre.
Des capteurs à fibres optiques extrinsèques utilisent un câble à fibre optique, un mode normalement multimode pour transmettre la lumière modulée à partir d'un capteur à fibre non-optique ou un capteur électronique connecté à un émetteur optique. Un avantage majeur de capteurs extrinsèques est leur capacité à atteindre des endroits difficiles d'accès. Un exemple est la mesure de température à l'intérieur des réacteurs de l'aéronef en utilisant une fibre pour transmettre le rayonnement dans un pyromètre à infrarouge à l'extérieur du moteur. Les capteurs extrinsèques peuvent être utilisés de la même manière pour mesurer la température interne des transformateurs électriques, où les champs électromagnétiques extrêmes présents rendent impossibles les autres techniques de mesure. Les capteurs extrinsèques mesurent la vibration, la rotation, le déplacement, la vitesse, l'accélération, le couple et la torsion. Une version à l'état solide du gyroscope en utilisant l'interférence de la lumière, a été développée. Le gyroscope à fibre optique n'a pas de pièces mobiles, et exploite l'effet Sagnac pour détecter une rotation mécanique.
Les utilisations courantes pour les capteurs de fibres optiques englobent les systèmes de sécurité de détection d'intrusion avancée. La lumière est transmise le long d'un câble de capteur à fibres optiques placé sur une clôture, un pipeline, ou un câblage de communication, et le signal de retour est surveillé et analysé pour déterminer les perturbations. Ce signal de retour est traité de façon numérique pour détecter des perturbations et déclencher une alarme en cas d'intrusion.
D'autres utilisations des fibres optiques
La lumière réfléchie à partir de la fibre optique éclaire le modèle exposé.
Les fibres optiques ont un large éventail d'applications. Elles sont utilisées comme guides de lumière dans d'autres applications médicales où la lumière vive doit briller sur une cible sans voie de visibilité directe. Dans certains bâtiments, les fibres optiques transmettent la lumière du toit aux autres parties du bâtiment (voir les optiques ne formant pas des images). Les lampes à fibres optiques sont utilisées pour l'éclairage dans des applications décoratives, y compris les signes, l'art, les jouets et les arbres artificiels de Noël. Les boutiques Swarovski utilisent des fibres optiques pour éclairer leurs vitrines en cristal de nombreux angles différents en n'utilisant qu'une source de lumière.
La fibre optique est une partie intrinsèque du produit de construction en béton de transmission de lumière, LiTraCon.
La fibre optique est également utilisée dans l'optique d'imagerie. Un faisceau cohérent de fibres est utilisé, parfois avec des lentilles, pour un long et mince dispositif d'imagerie appelé un endoscope, qui est utilisé pour afficher les objets à travers un petit trou. Les endoscopes médicaux sont utilisés pour des interventions chirurgicales ou des consultations minimales invasives. Les endoscopes industriels (voir fibroscope ou endoscope) sont utilisés pour inspecter une chose difficile à atteindre, comme les intérieurs de moteurs à réaction. La plupart des microscopes utilisent des sources de lumière à fibre optique pour fournir un éclairage intense des échantillons à étudier.
Dans la spectroscopie, des faisceaux de fibres optiques transmettent la lumière à partir d'un spectromètre à une substance qui ne peut pas être placé à l'intérieur du spectromètre lui-même, afin d'analyser sa composition. Un spectromètre analyse les substances en faisant rebondir la lumière sur et à travers eux. En utilisant des fibres, un spectromètre peut être utilisé pour étudier des objets à distance.
Une fibre optique dopée avec certains éléments des terres rares tels que l'erbium peut être utilisée comme milieu de gain laser ou amplificateur optique. Les fibres optiques dopées avec des terres rares peuvent être utilisées pour fournir une amplification du signal par épissage d'une courte section de fibre dopée à une ligne régulière (non-dopée) de fibre optique. La fibre dopée est pompée de façon optique avec une seconde longueur d'onde laser qui est couplée à la ligne, en plus de l'onde de signal. Les deux longueurs d'onde de la lumière sont transmises à travers la fibre dopée, qui transfère l'énergie de la seconde pompe à la longueur d'onde de l'onde de signal. Le procédé qui cause l'amplification est l'émission stimulée.
Les fibres optiques dopées avec un décalage de longueur d'onde recueillent la lumière due à un scintillateur dans des expériences de physique.
La fibre optique peut être utilisée pour fournir un niveau de puissance faible (environ un watt) à l'électronique dans un environnement électrique difficile. Des exemples de ce type sont l'électronique concernant des éléments d'antenne haute puissance et des dispositifs de mesure utilisés dans les équipements de transmission haute tension.
Les lunettes de visée pour des armes de poing, des fusils, des fusils de chasse peuvent utiliser de petits morceaux de fibre optique pour l'amélioration de contraste.
Principe de fonctionnement
Une fibre optique est un guide d'ondes diélectrique cylindrique (non-conducteur de guide d'ondes) qui transmet la lumière le long de son axe, par le processus de réflexion interne totale. La fibre est composée d'une âme entourée par une couche de gainage, qui sont tous deux faits de matériaux diélectriques. Pour confiner le signal optique dans l'âme, l'indice de réfraction de l'âme doit être supérieur à celui de la gaine.
La limite entre l'âme et la gaine peut être soit brusque, pour la fibre à saut d'indice, ou progressive, pour la fibre à gradient d'indice.
Indice de réfraction
L'indice de réfraction est un moyen de mesure de la vitesse de la lumière dans un matériau. La lumière voyage plus rapide dans le vide, comme l'espace. La vitesse de la lumière dans le vide est d'environ 300000 km (186000 milles) par seconde. L’indice de réfraction est calculé en divisant la vitesse de la lumière dans le vide par la vitesse de la lumière dans un autre milieu. L'indice de réfraction du vide est donc 1, par définition. La valeur typique pour le revêtement d'une fibre optique est de 1,52. La valeur de base est généralement 1,62. Plus l'indice de réfraction est grand, plus la lumière voyage lentement dans ce milieu. De cette information, une bonne règle de base est que le signal qui utilise la fibre optique pour la communication voyagera à environ 200000 kilomètres par seconde. Ou pour le dire autrement, pour voyager 1000 kilomètres en fibres, le signal aura cinq millisecondes pour se propager. Ainsi, un appel téléphonique effectué par fibre entre Sydney et New York, sur une distance de 16.000 kilomètres, signifie qu'il ya un retard minimum absolu de 80 millisecondes (soit environ 1/12 de seconde) entre le moment où un appelant parle au moment où l’autre entend. (Bien sûr, la fibre dans ce cas sera probablement voyager un itinéraire plus long, et il y aura des retards supplémentaires dus à la commutation de l'équipement de communication et le processus de codage et de décodage de la voix sur la fibre).
La réflexion interne totale
Lorsque la lumière se déplaçant dans un milieu optiquement dense frappe une limite à un angle raide (plus grand que l'angle critique pour la limite), la lumière est complètement réfléchie. Ceci est appelé la réflexion totale interne. Cet effet est utilisé dans les fibres optiques à confiner la lumière dans le noyau. La lumière se propage à travers le noyau de la fibre, rebondissant d'avant en arrière de la limite entre le noyau et la gaine. Parce que la lumière doit frapper la limite avec un angle supérieur à l'angle critique, seule lumière qui pénètre dans la fibre dans une certaine gamme d'angles peuvent voyager dans la fibre sans fuite. Cette distance d'angles est appelé le cône d'acceptation de la fibre. La taille de ce cône d'acceptation est une fonction de la différence d'indice de réfraction entre le noyau et la gaine de la fibre.
En termes plus simples, il existe un angle maximum de l'axe de la fibre au cours de laquelle la lumière peut pénétrer dans la fibre de sorte qu'elle se propage, ou voyage, dans le noyau de la fibre. Le sinus de cet angle maximum est l'ouverture numérique (NA) de la fibre. La fibre avec un plus grand NA nécessite moins de précision pour l'épissure et de travailler avec de la fibre avec un plus petit NA. La fibre monomode a un petit NA.
Mode multi-fibre
Un laser rebondit vers le bas d’une tige d'acrylique, illustrant la réflexion interne totale de la lumière dans une fibre optique multi mode.
Article majeur: fibre optique multi-mode
Fibres d'un diamètre de base importante (supérieure à 10 micromètres) peut être analysé par l'optique géométrique. Une telle fibre est appelée fibre multi-mode, de l'analyse électromagnétique (voir ci-dessous). Dans une fibre multimode à saut d'indice, des rayons de lumière sont guidés le long du noyau de la fibre par réflexion interne totale. Des rayons qui répondent à la limite entre le noyau et la gaine à un angle élevé (mesurés par rapport à une ligne normale à la limite), supérieur à l'angle critique pour cette limite, sont complètement pris en compte. L'angle critique (angle minimum de réflexion interne totale) est déterminé par la différence d'indice de réfraction entre les matériaux de noyau et de gaine. Des rayons qui répondent à la limite à un angle faible sont réfractés du noyau dans la gaine, et ne transmettent pas la lumière et donc l'information le long de la fibre. L'angle critique détermine l'angle d'acceptation de la fibre, souvent rapporté comme une ouverture numérique. Une grande ouverture numérique permet à la lumière de se propager dans la fibre dans les rayons à la fois à proximité de l'axe et à différents angles, permettant le couplage efficace de la lumière dans la fibre. Toutefois, cette ouverture numérique élevée augmente la quantité de dispersion sous forme de rayons à différents angles ont des longueurs différentes de trajet et donc de prendre des moments différents pour traverser la fibre.
Avec la fibre à gradient d'indice, l'indice de réfraction dans le noyau diminue de façon continue entre l'axe et la gaine. Cela provoque des rayons lumineux de se plier en douceur à l'approche de la gaine, plutôt que de refléter brusquement de la limite entre le noyau-gaine. Les voies courbes résultantes réduire la dispersion par trajets multiples élevées parce que les rayons d'angle passent plus par le biais de la périphérie inférieure d'indice du noyau, plutôt que le centre à haut indice. Le profil d'indice est choisi pour minimiser la différence de vitesses de propagation axiales des différents rayons dans la fibre. Ce profil d'indice idéal est très proche d'une relation parabolique entre l'indice et la distance de l'axe.
Fibre monomode
La fibre ayant un diamètre inférieur à environ dix fois la longueur d'onde de la lumière qui se propage ne peut être modélisée en utilisant l'optique géométrique. Plutôt, elle doit être analysée comme une structure électromagnétique, par une solution des équations de Maxwell comme réduite à l'équation des ondes électromagnétiques. L'analyse électromagnétique peut également être nécessaire pour comprendre les comportements tels que le chatoiement qui se produisent lorsque la lumière cohérente se propage dans la fibre multi-mode. En tant qu’un guide d'ondes optique, la fibre prend en charge un ou plusieurs modes transverses confinés par laquelle la lumière peut se propager le long de la fibre. Une fibre qui prend en charge un seul mode est appelé mode simple ou une fibre monomode. Le comportement de fibres multi-mode à grand-noyau peut aussi être modélisée en utilisant l'équation d'onde, ce qui montre que cette fibre prend en charge de plus d'un mode de propagation (d'où le nom). Les résultats d’une telle modélisation de la fibre multi-mode sont à peu prés d'accord avec les prédictions des optiques géométrique, si le noyau de la fibre est suffisamment grand pour supporter plus de quelques modes.
L'analyse du guide d’onde montre que l'énergie lumineuse dans la fibre n’est pas entièrement confinée dans le noyau. Plutôt, en particulier dans les fibres monomodes, une fraction importante de l'énergie dans le mode lié se déplace dans la gaine comme une onde évanescente.
Le type le plus commun de fibre monomode a un diamètre de base de 8-10 micromètres et est conçu pour une utilisation dans le proche infrarouge. La structure du mode dépend de la longueur d'onde de la lumière utilisée, de sorte que cette fibre supporte en fait un petit nombre de modes supplémentaires aux longueurs d'onde visibles. La fibre multi-mode, par comparaison, est fabriquée avec des diamètres d’un noyau aussi petit que 50 micromètres et aussi grand que des centaines de micromètres. La fréquence normalisée V pour cette fibre doit être inférieure à la première zéro de la fonction de Bessel J0 (environ 2,405).
Fibres à usage spécial
Certain fibre optique à usage spécial est construit avec un noyau non cylindrique et / ou la couche de revêtement, généralement avec une section transversale elliptique ou rectangulaire. Il s’agit notamment des fibres à maintien de polarisation et de fibres conçues pour supprimer la propagation de mode de galerie. Fibre à maintien de polarisation est un type unique de fibre qui est couramment utilisé dans les capteurs à fibre optique en raison de sa capacité à maintenir la polarisation de la lumière insérée dedans.
Fibre à cristal photonique est composée d'un motif régulier de variation d'indice (souvent sous la forme de trous cylindriques qui s’étendent le long de la longueur de la fibre). Telle fibre utilise des effets de diffraction à la place ou en plus à la réflexion interne totale, pour confiner la lumière au noyau de la fibre. Les propriétés de la fibre peuvent être adaptées à une large variété d'applications.
Mécanismes d'atténuation
L'atténuation dans les fibres optiques, également connus comme la perte de transmission, est la réduction de l'intensité du faisceau de lumière (ou un signal) qui se déplace à travers le support de transmission. Les coefficients d'atténuation dans les fibres optiques utilisent généralement des unités de dB / km à travers le support en raison de la qualité relativement élevée de la transparence des médias de transmission optique moderne. Le support est généralement une fibre de verre de silice qui confine le faisceau lumineux incident à l'intérieur. L'atténuation est un facteur important limitant la transmission d'un signal numérique sur de grandes distances. Ainsi, beaucoup de recherches ont été consacrés pour à la fois limiter l'atténuation et maximiser l'amplification du signal optique. Recherches empiriques ont montré que l'atténuation dans la fibre optique est causée principalement par la diffusion ainsi que l'absorption.
Diffusion de la lumière
La propagation de la lumière à travers le noyau d'une fibre optique est basée sur une réflexion interne totale de l'onde lumineuse. Les surfaces rugueuses et irrégulières, même au niveau moléculaire, peuvent causer des rayons lumineux de se refléter dans des directions aléatoires. Ceci est appelé la réflexion diffuse ou diffusion, et il est généralement caractérisé par grande variété d'angles de réflexion.
Diffusion de la lumière dépend de la longueur d'onde de la lumière étant dispersée. Ainsi, des limites à des échelles spatiales de visibilité se présentent, selon la fréquence de la lumière d'onde incidente et la dimension physique (ou échelle spatiale) du centre de diffusion, qui est généralement sous la forme d'une caractéristique spécifique de microstructure. Puisque la lumière visible a une longueur d'onde de l'ordre du micromètre (un millionième de mètre), des centres de diffusion auront des dimensions sur une échelle spatiale similaire.
Ainsi, des résultats d'atténuation de la diffusion incohérente de la lumière au niveau des surfaces et des interfaces internes. Dans les matériaux (poly) cristallins tels que les métaux et les céramiques, en plus des pores, la plupart des surfaces internes ou interfaces sont sous la forme de joints de grains qui séparent les régions minuscules de l'ordre cristallin. Il a été montré récemment que, lorsque la taille du centre de diffusion (ou joints de grains) est réduite au-dessous de la taille de la longueur d'onde de la lumière étant diffusée, la diffusion ne se produit plus dans une mesure significative. Ce phénomène a donné lieu à la production de matériaux céramiques transparents.
De même, la diffusion de la lumière dans la fibre de verre de qualité optique est provoquée par des irrégularités au niveau moléculaire (fluctuations de composition) dans la structure de verre. En effet, une école de pensée émergente est qu'un verre est tout simplement le cas limite d'un solide poly cristallin. Dans ce cadre, «domaines» l’exhibition de divers degrés d'ordre à courte distance deviennent les blocs de construction des deux métaux et alliages, ainsi que les verres et les céramiques. Répartis entre et dans ces domaines sont des défauts micro-structurelle qui fournissent les endroits les plus idéales pour la diffusion de la lumière. Ce même phénomène est considéré comme l'un des facteurs limitant de la transparence des dômes de missile IR.
Aux puissances optiques élevées, la diffusion peut aussi être causée par des processus optiques non linéaires dans la fibre.
UV-Vis-absorption IR
En plus de la diffusion de lumière, l'atténuation ou la perte de signal peuvent également se produire en raison de l'absorption sélective des longueurs d'onde spécifiques, d'une manière similaire à celle responsable pour l'apparition de la couleur. Les considérations primaires de matériaux comprennent à la fois des électrons et des molécules comme suit:
1) Au niveau électronique, cela dépend si les orbitales d'électrons sont espacées (ou "quantifié") de telle sorte qu'ils peuvent absorber un quantum de lumière (ou photons) d'une longueur d'onde ou de fréquence spécifique dans l'ultraviolet (UV) ou à variété visibles. C’est ce qui donne lieu à la couleur.
2) Au niveau atomique ou moléculaire, cela dépend de la fréquence des vibrations atomiques ou moléculaires ou des liaisons chimiques, la proximité de ses atomes ou molécules, et si oui ou non les atomes ou les molécules présentent l’ordre à longue distance. Ces facteurs détermineront la capacité du matériau transmettant des longueurs d'onde dans l'infrarouge (IR), IR lointain, variété radio et micro-ondes.
La conception de tout dispositif optiquement transparente nécessite la sélection des matériaux basés sur la connaissance de ses propriétés et les limitations. Les caractéristiques d'absorption de treillis observés au niveau des zones de plus basse fréquence (IR milieu à une longueur d'onde dans l'infrarouge lointain) définissent la limite de transparence du matériau de la longueur d'onde. Ils sont le résultat du couplage interactif entre les mouvements des vibrations induites thermiquement des atomes et des molécules constitutives du treillis solide et le rayonnement d'onde de la lumière incidente. Par conséquent, tous les matériaux sont délimités par des régions d'absorption causés par les vibrations atomiques et moléculaires (obligations d'étirement) en infrarouge lointain (> 10 µm) limitant.
Ainsi, l'absorption multi-phonons se produit lorsque deux ou plusieurs phonons interagissent pour produire simultanément des moments dipolaires électriques avec lequel le rayonnement incident peut coupler. Ces dipôles peuvent absorber l'énergie du rayonnement incident, pour atteindre un couplage maximum de rayonnement lorsque la fréquence est égale à la mode de vibration fondamental du dipôle moléculaire (par exemple, liaison Si-O) dans l'infrarouge lointain, ou une de ses harmoniques.
L'absorption sélective de la lumière infrarouge (IR) par un matériau particulier se produit parce que la fréquence sélectionnée de l'onde lumineuse correspondant à la fréquence (ou un multiple entier de la fréquence) à laquelle les particules de cette matière vibre. Vue que des différents atomes et molécules ont des différents fréquences propres de vibration, ils absorbent sélectivement des fréquences différentes (ou des parties du spectre) de la lumière infrarouge (IR).
La réflexion et la transmission des ondes lumineuses se produisent parce que les fréquences des ondes lumineuses ne correspondent pas aux fréquences de résonance propres de vibration des objets. Lorsque la lumière infrarouge de ces fréquences frappe un objet, l'énergie est soit réfléchie ou transmise.
Processus
Des fibres optiques standard sont fabriqués en construisant d’abord un grand diamètre "préforme", avec un profil d'indice de réfraction soigneusement contrôlé, puis «tirer» la préforme pour former la longue fibre optique mince. La préforme est généralement faite par trois procèdes de dépôt en phase vapeur chimique: dépôt en phase vapeur à l'intérieur, dépôt en phase vapeur à l’extérieur et le dépôt axial en phase vapeur.
Avec le dépôt en phase vapeur à l'intérieur, la préforme commence comme un tube de verre creux d'environ 40 centimètres (16 pouces) de long, qui est placé horizontalement et en rotation lente sur un tour. Des gaz tels que le tétrachlorure de silicium (SiCl4) ou de tétrachlorure de germanium (GeCl4) sont injectés avec de l'oxygène dans l'extrémité du tube. Les gaz sont ensuite chauffés au moyen d'un brûleur d'hydrogène externe, ce qui porte la température du gaz jusqu'à 1900 K (1600 ° C, 3000 ° F), où les tétrachlorures réagissent avec l'oxygène pour produire des particules de silice ou Germania (dioxyde de germanium). Lorsque les conditions de réaction sont choisis pour permettre à cette réaction de se produire dans la phase gazeuse dans tout le volume du tube, contrairement aux techniques antérieures, où la réaction s’est produite seulement sur la surface du verre, cette technique est appelée dépôt chimique en phase vapeur modifié (MCVD).
Ainsi, les particules d'oxyde s’agglomèrent pour former des chaînes de particules grosses qui se déposent ensuite sur les parois du tube sous forme de suie. Le dépôt est dû à la grande différence de température entre le noyau de gaz et la paroi qui amener le gaz à pousser les particules vers l'extérieur (c’est connu comme thermophorèse). La torche est alors traversée de haut en bas le long du tube pour déposer uniformément la matière. Lorsque la torche a atteint l'extrémité du tube, il est ensuite ramené au début du tube et les particules déposées sont ensuite fondu pour former une couche solide. Ce processus est répété jusqu'à ce qu'une quantité suffisante de matière ait été déposée. Pour chaque couche, la composition peut être modifiée en faisant varier la composition du gaz, ce qui entraîne un contrôle précis des propriétés optiques de la fibre complet.
Avec le dépôt en phase vapeur à l’extérieur ou le dépôt axial en phase vapeur, le verre est formé par hydrolyse à la flamme, une réaction dans laquelle le tétrachlorure de silicium et le tétrachlorure de germanium sont oxydés par réaction avec de l'eau (H2O) dans une flamme oxhydrique. Hydrolyse à la flamme. Avec le dépôt en phase vapeur à l’extérieur le verre est déposé sur une tige solide, qui est ensuite éliminé avant un traitement ultérieur. Dans le dépôt axial en phase vapeur, une tige d'amorçage court est utilisé, et une préforme poreuse, dont la longueur n’est pas limitée par la taille de la barre de source, est construite sur son extrémité. La préforme poreuse est consolidée en une préforme solide transparent par chauffage à environ 1800 K (1500 ° C, 2800 ° F).
La préforme, quelle que soit la façon dont elle est construite, elle est ensuite placé dans un dispositif connu comme une tour d'étirage, où la pointe de la préforme est chauffée et la fibre optique est tirée sous forme de chaîne. En mesurant la largeur de la fibre résultante, la tension sur la fibre peut être contrôlée pour maintenir l'épaisseur de la fibre.
Revêtements
La lumière est « guidée » dans le noyau de la fibre par un « revêtement » optique disposant d'un indice de réfraction plus faible qui piège la lumière dans le noyau à travers la « réflexion totale interne ».
Le bardage est revêtu par un « tampon » qui le protège de l'humidité et des dommages physiques. Le tampon est l'élément qui permet d'interrompre la fibre de la terminaison et de l'épissage. Ces revêtements sont des matériaux composites d'acrylate d'uréthane aux encres UV appliqués à l'extérieur de la fibre pendant le processus de tirage. Les revêtements protègent les torons très délicats de la fibre de verre---d'environ la taille d'un cheveu humain--- et le permettent de résister aux rigueurs de la fabrication, des essais probatoires, le câblage et l'installation.
La fibre optique de verre actuelle se sert des processus qui utilisent une approche de revêtement à double couche. Un revêtement primaire interne est conçu pour agir comme un amortisseur visant à réduire l'atténuation causée par la microcourbure. Un revêtement secondaire extérieur protège le revêtement primaire contre les dommages mécaniques et agit comme une barrière aux forces latérales. Parfois, une couche d'armure métallique est ajoutée pour fournir une protection supplémentaire.
Ces couches de revêtements à fibre optique sont appliquées pendant la courbure de la fibre, à des vitesses environnant les 100 kilomètres par heure (60 mph). Les revêtements à fibre optique sont appliqués à l'aide d'une des deux méthodes : humide sur sec et humide sur humide. Selon la méthode humide sur sec, la fibre passe à travers une application de revêtement primaire, qui est ensuite séché aux UV---puis à travers l'application du revêtement secondaire, qui est ensuite séchée. Selon la méthode humide sur humide, le fibre traverse aussi bien les applications de revêtement primaire que secondaire, puis se dirige vers un séchage UV.
Les revêtements à fibre optique sont appliqués dans des couches concentriques pour prévenir des dommages sur la fibre durant l'application de tirage et pour maximiser la puissance de la fibre et la résistance de la microcourbure. Une fibre revêtue de façon irrégulière présentera des forces non uniformes lorsque le revêtement s'étend ou se contracte, et est susceptible d'apporter une atténuation de signal plus grande. Dans le cadre des processus de tirage et de revêtement, les revêtements sont concentriques autour de la fibre, continus sur la longueur de l'application et présentent une épaisseur régulière.
Les revêtements à fibre optique protègent les fibres de verre des éraflures qui pourraient entraîner la dégradation de la puissance. La combinaison de l'humidité et des éraflures accélères le vieillissement et la détérioration de la puissance de la fibre. Lorsque la fibre est soumise à une faible contrainte sur une longue période, la fatigue de la fibre peut survenir. Avec le temps ou dans des conditions extrêmes, ces facteurs s'associent pour causer des défauts microscopiques dans la fibre de verre relative à la propagation, qui peuvent finalement provoquer la défaillance de la fibre.
Trois principales caractéristiques des guides d'onde à fibre optique peuvent être affectées par les conditions environnementales : puissance, atténuation et résistance aux pertes causées par la microcourbure. Les revêtements externes de la fibre optique protègent la fibre optique de verre des conditions environnementales qui peuvent affecter la performance de la fibre et la durabilité à long terme. Sur la partie intérieure, les revêtements assurent la fiabilité du signal transporté et permettent de réduire l'atténuation en raison de la microcourbure.
Problèmes pratiques
Dans les fibres pratiques, la bardage est généralement revêtu d'une solide résine de la couche de tampon, qui pourrait davantage être entouré d'une couche de protection, généralement en verre. Ces couches renforcent la fibre, mais ne contribuent pas aux propriétés de son guide d'onde optique. Parfois, les assemblages de fibre rigide placent un verre absorbant de lumière (« sombre ») entre les fibres, pour empêcher la lumière en provenance d'une fuite de fibre à entrer dans une autre. Ceci réduit la diaphonie entre les fibres, ou réduit l'éclat dans les applications d'imagerie de faisceau à fibre.
Les câbles modernes sont livrés en plusieurs variétés de doublures et armures, conçus pour les applications comme l'enterrement direct dans les tranchées, l'isolement à haute tension, la double utilisation comme lignes électriques, l'installation dans le conduit, arrimage aux poteaux d'antenne téléphonique, l'installation sous-marine et l'insertion dans les rues pavées. Le coût de petit comptage de fibre des câbles montés sur poteau a largement diminué en raison de la forte demande en fibre pour les installations (FTTH) à domicile au Japon et en Corée du Sud.
Le câble à fibre peut être très flexible, mais la perte de la fibre traditionnelle augmente grandement si la fibre est courbée à un rayon plus petit que 30 mm. Ceci crée un problème lorsque le câble est plié sur les bords ou écorché autour d'une bobine, rendant les installations du FTTX plus compliquées. Les « fibres pliables », ciblées vers une installations plus facile dans les environnements à domicile, ont été normalisées comme ITU-T G.657. Ce type de fibre peut être courbée à un rayon aussi faible que 7,5 mm sans un impact indésirable. D'ailleurs des fibres pouvant faire l'objet de plus de courbures ont été développées. La fibre pliable peut aussi être résistant au piratage de fibre, dans lequel le signal dans une fibre est subrepticement surveillé en pliant la fibre et en détectant la fuite.
Une autre caractéristique importante du câble est la capacité du câble à résister à la force appliquée horizontalement. Il est techniquement appelé résistance maximale à la traction qui définit la quantité de force qui peut être appliquée au câble pendant la période d'installation.
Certains versions de câble de la fibre optique sont renforcées par les fils aramides ou les fils de verre comme élément de résistance intermédiaire. Dans les articles commerciaux, l'utilisation des fils de verre sont plus économiques et ils ne présentent aucune perte de durabilité mécanique du câble. Les fils de verre protègent aussi le noyau du câble contre les rongeurs et les termites.
Terminaison et épissure
Les fibres optiques sont connectées aux équipements du terminal grâce aux connecteurs de fibre optique. Ces connecteurs sont généralement de type standard tel que le FC, SC, ST, LC, MTRJ ou SMA, qui est désigné pour une transmission d'énergie plus élevée.
Les fibres optiques peuvent être connectées les unes les autres par des connecteurs ou par un raccordement, qui relient deux fibres optique pour constituer un guide d'onde optique continu. La méthode d'épissage généralement acceptée est l'épissage de fusion d'arc, qui fusionnent les extrémités de la fibres avec un arc électrique. Pour des tâches d'assemblage plus rapide, un « joint mécanique » est utilisé.
L'épissage par fusion est réalisé par un instrument spécialisé qui fonctionne généralement comme suit : Les deux extrémités du câble sont fixées à l'intérieur d'un enceinte de raccords qui les protègera, de même les extrémités de la fibre sont dépouillées de leur revêtement en polymer de protection (ainsi qu'une gaine extérieure plus robuste, le cas échéant). Les extrémités sont clivées (coupées) avec un fendoir de précision pour les rendre perpendiculaire et sont placées dans les supports spéciaux de la colleuse. Le raccord est généralement inspecté via un écran de visualisation agrandi pour vérifier les fentes avant et après le raccord. Le fendoir utilise des petits moteurs pour aligner ensembles les extrémités et émet une petite étincelle dans l'écart des électrodes pour brûler la poussière et l'humidité. Ensuite le fendoir génère une étincelle plus grande qui augmente la température au-dessus du point de fusion du verre, en fusionnant ensemble de façon permanente les extrémités. L'emplacement et l'énergie de l'étincelle sont soigneusement contrôlés afin que le noyau fondu et le revêtement ne se mélangent pas. Ainsi, cette technique réduit la perte optique. L'estimation de la perte du raccord est mesurée par le fendoir, en dirigeant la lumière à travers le bardage sur un côté et en mesurant la fuite de lumière à partir du bardage de l'autre côté. Une perte de raccord inférieure à 0,1°dB est particulier. La complexité de ce processus rend l'épissage de fibre bien plus difficile que le fil de cuivre d'épissage
Les raccords de fibres mécaniques sont conçus pour être plus rapides et plus faciles à installer, mais il existe toujours le besoin de dénudage, de nettoyage soigneux et de clivage de précision. Les extrémités de la fibre sont alignées et maintenues ensemble par un manche de précision, qui utilise souvent un gel transparent d'adaptation d'indice qui renforce la transmission de la lumière à travers le joint. Généralement, ces raccordements disposent d'une perte optique plus élevée et sont moins robustes que les joints de fusion, particulièrement si le gel est utilisé. Toutes les techniques d'épissage impliquent l'installation d'un enceinte qui protège le raccord.
Les fibres sont terminées dans les connecteurs qui maintiennent de façon précise et sécurisée l'extrémité de la fibre. Un connecteur à fibre optique est essentiellement un corps cylindrique rigide entouré par un manche qui maintient le corps dans sa douille d'accouplement. Le mécanisme d'accouplement peut être poussé et cliqué, tourner et saisir (monture à baïonnette), ou visser (fileté). Un connecteur particulier est installé en préparant l'extrémité de la fibre et en l'insérant à l'arrière du corps du connecteur. Un adhésif rapide est généralement utilisé pour maintenir de façon sécurisée la fibre et un soulagement de tension est sécurisé à l'arrière. Dès que les jeux d'adhésifs et l'extrémité de la fibre sont polis pour obtenir un poli optique. Les différents profils polis sont utilisés, en fonction du type de fibre et d'application. Pour une fibre à mode unique, les extrémités de la fibre sont généralement polies avec une légère courbure qui permet aux connecteurs adaptés de se toucher uniquement à leurs noyaux. Ceci est appelé un contact physique (PC) poli. La surface incurvé peut être polie à un angle pour réalisé une connexion à contact physique incliné (APC) Ces connexions présentent une perte plus élevée que les connexions de PC, mais réduisent largement la rétro-réflexion, car la lumière qui réfléchie de la surface inclinée fuit d noyau de la fibre. La perte de puissance du signal qui s'en suit est appelée perte d'espace. Les extrémités de la fibre APC présentent une faible rétro-réflexion même lorsqu'elles sont déconnectées.
Dans les années 1990, la finition des câbles à fibre optique était à forte main d'œuvre. Le nombreuse de pièces par connecteur, le polissage des fibres et le besoin de faire cuire au four l'époxy dans chaque connecteur rend difficile la finition des câbles à fibre optique. De nos jours, plusieurs types de connecteurs sont présents sur le marché, ce qui offre des moyens plus facile et à moins forte de main d'œuvre des câbles de finition. Certains de connecteurs les plus connus sont polis au préalable à l'usine et un gel est introduit dans ceux-ci. Ces deux étapes permettent d'économiser sur la main d'œuvre, surtout sur de grands projets. Un cliver est réalisé à une longueur requise, pour se rapprocher autant que possible à la pièce polie qui se trouve déjà à l'intérieur du connecteur. Le gel entoure le point où les deux pièces se rencontre à l'intérieur du connecteur pour une très faible perte de lumière.]
Couplage d'espace libre
Il est souvent nécessaire d'aligner une fibre optique avec une autre fibre optique, ou avec un dispositif optoélectrique tel qu'une diode électroluminescente, une diode laser , ou un modulateur. Cette procédure peut impliquer soit un alignement soigneux de la fibre et la placer en contact avec le dispositif soit peut utiliser une lentille pour permettre un couplage sur un espace d'air. Dans certains cas, l'extrémité de la fibre est polie sous une forme incurvée pour la permettre d'agir comme une lentille. Certaines entreprise peuvent même façonner la fibre en lentilles en les coupant avec les lasers.
Dans un environnement de laboratoire, une extrémité de fibre nue est couplée à l'aide d'un système de lancement de fibre, qui utilise une lentille de l'objectif du microscope pour focaliser la lumière à un point fin. La phase de translation de précision (tableau de micro-positionnement) est utilisée pour déplacer la lentille, la fibre ou le dispositif pour permettre d'optimiser à l'efficacité du couplage. Les fibres ayant un connecteur à leurs extrémités rendent ces processus plus simples : le connecteur est simplement branché dans un collimateur à fibre optique aligné préalable, qui contient une lentille qui est soit positionnée de façon précise par rapport à la fibre, soit est réglable. Pour obtenir la meilleure efficacité de l'injection dans la fibre monomode, la direction, la position, la taille et la divergence du faisceau doivent toutes être optimisées. Avec de bons faisceaux, 70 à 90% de l'efficacité du couplage peut être obtenue.
Grâce aux fibres monomodes convenablement polis, le faisceau émis présente une forme gaussienne presque parfaite---même dans le champ lointain---si une bonne lentille est utilisée. La lentille doit être assez grande pour supporter l'aperture numérique complète de la fibre, et ne doit pas introduire les aberrations dans le faisceau. Les lentilles asphériques sont généralement utilisées.
Fusion de fibre
A des intensités optiques élevées, supérieures à 2 mégawatts par centimètre carré, lorsqu'une fibre optique est soumise à une choc ou est subitement endommagée, une fusion de la fibre peut survenir. La réflexion des dommages vaporise la fibre immédiatement avant la cassure, et ce nouveau défaut reste réfléchissant afin que les dommages se propagent à nouveau vers l'émetteur à 1-3 mètres par seconde (4-11°km/h, 2-8°mph). Le système de contrôle de la fibre optique, qui assure la sécurité de l'œillet du laser en cas de cassure de la fibre, peut aussi effectivement interrompre la propagation de la fusion de la fibre. Dans les cas de câbles sous-marins, où des niveaux élevés d'énergie peuvent être utilisés sans la nécessité d'ouvrir le contrôle de la fibre, un dispositif de protection de la « fusion de la fibre » au niveau de l'émetteur peut briser le circuit pour conserver les dommages à un niveau minimal.
Exemple
Les connexions de fibre peuvent être utilisées pour divers types de connexions. Par exemple, la plupart des télévision à haute définition offrent une connexion optique audio numérique. Ceci permet la continuité de l'audio sur la lumière, en utilisant le protocole TOSLink .
Transmission d'énergie
La fibre optique peut être utilisée pour transmettre l'énergie grâce à une cellule photovoltaïque pour convertir la lumière en électricité. Bien que cette méthode de transmission d'énergie n'est pas aussi efficace que les méthodes conventionnelles, elle est surtout utile dans les cas où il est préférable de ne pas avoir un conducteur métallique comme dans le cas de l'utilisation des machines MRI proches, qui produisent des champs hautement magnétiques.
Préforme
Une préforme est un morceau de verre utilisé pour étirer une fibre optique. La préforme peut être constituée de plusieurs pièces d'un verre avec différents indices réfléchissants, a fournir au noyau et au bardage de la fibre. La forme de la préforme peut être circulaire, en dépit du fait que certaines applications telles que les fibres à double revêtement est une autre forme préférée. Dans les lasers de fibre basées sur la fibre à double-revêtement, une forme asymétrique améliore le facteur de remplissage du pompage de laser.
En raison de la tension de surface, la forme est lissée pendant le processus de tirage, et la forme de la fibre qui en résulte ne reproduit pas les bords tranchants de la préforme. Toutefois, le polissage soigneux de la préforme est essentiel, toute défaillance de la surface de la préforme affecte les propriétés optiques et mécaniques de la fibre résultante. Notamment, la préforme de la fibre optique d'essai présentée dans la figure n'a pas été très bien polie, et les fissures sont visibles grâce à un microscope optique confocal.
Les avantages de la fibre optique par rapport au système de cuivre conventionnel
Les avantages de la communication par fibre optique par rapport aux systèmes de fil de cuivre sont :-
1. Large bande passante
Le système à large bande est très possible sur la fibre optique, ce qui signifie que le signal audio, le signal vidéo, le signal du micro-onde, le texte et les données en provenance des ordinateurs peuvent être modulés sur l'onde porteuse de lumière et démodulée par un récepteur optique à l'autre extrémité. Il est possible de transmettre environ 3 000 000 de voix réelles en duplex intégral ou 90 000 chaînes de télévisions sur une fibre optique.
2. Immunité contre les interférences électromagnétiques
Les câbles à fibre optique transportent les informations sur les ondes lumineuses qui circulent dans les fibres en raison des propriétés du matériaux de la fibre, pareil au trajet de la lumière dans un espace libre. Les ondes lumineuses (une forme de radiation électromagnétique) ne sont pas affectées par les autres radiations électromagnétiques voisines. La fibre optique est non conducteur électriquement, ainsi elle n'agit pas comme une antenne de recueil des signaux électromagnétiques qui pourraient être présent à proximité. Par conséquent, les informations circulent à l'intérieur des câbles à fibre sont immunisées contre l'interférence électromagnétique, par ex. les émetteurs radio, les câbles d'alimentation adjacents aux fibres optiques, ou même les pulsions électromagnétiques générées par les dispositifs nucléaires.
3. Faible perte d'atténuation sur de longues distances
Il existe plusieurs fenêtres optiques dans le câble à fibre optique sur lesquelles la perte d'atténuation est comparativement faible et ainsi, les dispositifs de l'émetteur et du récepteur sont développées et utilisés dans ces régions d'atténuation faible. En raison d'une atténuation faible de 0,2 dB/km dans les câbles à une fibre optique, il est possible de réaliser efficacement une communication à longue distance avec un taux de capacité d'information de 1 Tbit/s.
4 Isolateur électrique
Les fibres optiques sont fabriquées et étirées à partir du verre de silice qui est non conducteur d'électricité et ainsi, il n'y a aucune boucle de mise à la terre et de fuite de tout type de courant. En raison de leur nature d'isolateur électrique, les fibres optiques sont, par conséquent, posées ensemble avec les fils de haute tension sur les poteaux électriques.
5 Absence de conducteur métallique onéreux
L'utilisation des fibres optiques ne nécessite pas de grandes quantités de conducteur en cuivre utilisé dans les systèmes de câble conventionnel. Depuis peu, ce cuivre est devenu la cible d'un vol généralisé de métal en raison de sa valeur inhérente sur le marché de la casse.
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翻译相关教育经历
Master's degree - Professional master's in Translation and Interpretation,University of Yaoundé I
Alex Joseph TAMDJA TALOM 支持 ProZ.com's 职业操守指引 (v1.1).
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I am a Professional English<>French Freelance Translator (I hold an M.A in Translation). Besides General, Technical, Medical, and Legal Translations, I am mainly specialized in IT&multimedia, Localization, Telecommunications& Electronics (technical manuals and user manuals for household electrical appliances like refrigerators, freezers, television sets, irons, washing machines, microwave ovens, air-conditioners, amongst others). I have been translating on a full-time basis since January 2010. I have a particular respect for deadlines and like the job well done. My prices are affordable, and debatable.
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