Chaque chaîne logistique complexe est confrontée à des inefficacités et perturbations.  Jusqu’à un certain degré, ces problèmes peuvent être compensés par des facteurs de sécurité du système de production tels que des stocks ou délais de sécurité. Mais à partir d’un certain seuil, l’outil de gestion de production n’est plus adapté pour résoudre ces problèmes. En plus, des optimisations de l’environnement de production ont souvent un impact beaucoup plus élevé sur la performance logistique que l’optimisation des paramètres de gestion.

La mise en place d’un processus d’amélioration continue est donc indispensable pour améliorer l’ensemble de la chaîne logistique, les processus de production et le système de gestion. Les caractéristiques fondamentales de ce processus sont 1) une approche pluridisciplinaire et un travail d’équipe, 2) une démarche structurée, 3) l’analyse de l’ensemble du système et 4) la standardisation du travail.

Les outils 5S, TPM et SMED sont des méthodologies principales pour obtenir des places de travail sûrs et ergonomiques et un système de production plus fiable et efficace. Ces outils sont basés sur le concept de suppression d’activités qui n’apportent pas de la valeur ajouté au produit.

• 5S : Environnement de travail sûr, rangé et ergonomique;
• TPM : Moyens de production efficaces et fiables, détection rapide d’anomalies;
• SMED : Réduction systématiques des temps de changement de série.

La recherche et la mise en place de solutions sont réalisées à l’aide des méthodes suivantes :

• Les méthodes  5M et Q.Q.O.Q.C.P : Recherche des causes racines d’un effet
• L’analyse Pareto : Classification des causes possibles d’un problème en fonction de leur importance
• Rapport A3 : Outil de communication et suivi d’actions d’améliorations
• Kaizen: Méthodologie de travail de groupe pour améliorer d’une manière structurée et rapide l’environnement de production. C’est l’outil indispensable de chaque processus d’amélioration continue
• Processus 8D : Résolution de problèmes, qui ont un impact significatif sur la satisfaction des clients (qualité, livraisons,…)

Les outils et méthodologies décrits dans cet article et dans la présentation suivante représentent la base indispensable de chaque processus d’amélioration continue. Si nécessaire, et si l’environnement de production est adapté, des résultats encore plus significatifs peuvent être obtenus en appliquant des méthodes comme le Six Sigma, la production cellulaire et/ou la synchronisation de la chaîne logistique.

Amélioration

Une communication et collaboration intensive entre les services Vente/Marketing et Chaîne Logistique sont un autre facteur de succès pour la planification.  Le concept S&OP (Sales and Operations Planning) offre un canevas pour une collaboration standardisée entre les acteurs principaux d’une entreprise de production. Le but de ce processus de planification est d’obtenir un compromis optimal entre les contraintes de la production et la demande des clients. Le PIC (Plan Industriel et Commercial) résultant est en général réalisée pour les familles de produits.

Le Plan Directeur de Production PDP est le lien entre la production et le client. Il exprime comment et quand les produits finis sont fabriqués pour satisfaire la demande des clients. Basé sur les volumes de familles de produits définis dans le PIC, le PDP a également pour but de trouver un équilibre optimal entre les contraintes de la production et la vente.

Finalement, la production peut être réalisée en les modes flux tiré et flux poussé. Dans le cas du flux tiré, les produits finis sont fabriqués sur stock et il n’existe pas un lien direct entre la demande et la production. Dans le cas du flux poussé, les produits finis sont fabriqués à la commande.

La présentation suivante résume les concepts de planification discutés :

Planification

1. Processus de coordination et communication entre la Chaîne logistique et la Vente et le Marketing;
2. Classification des produits (segmentation des produits);
3. Choix adéquat des stratégues de production;
4. Choix adéquat des méthodes de prévisions.

Le premier point de cette liste est d’une très grande importance. En fait, une gestion de la demande devient très difficile sans une coordination et communication efficace entre les différents acteurs de la chaîne logistique et la vente et le marketing. Un tel processus constitue aussi la base du processus S&OP (Sales and Operations Planning Process) qui tente d’équilibrer la demande avec les ressources à disposition.

Une classification ABC multicritère des produits en fonction de plusieurs critères (ventes, cycle de vie, clients,…) permet de choisir les stratégies de production optimales d’une manière structurée. Egalement, le choix de la méthodes de prévision optimale est dicté par la classe d’un produit. Une classification et segmentation claire et transparente des produits permet de rendre plus transparents les choix de la chaîne logistique pour répondre d’une manière optimale à la demande.

GestionDemande

Lean

L’idée de base du Lean est de minimiser toute activité qui ne rapporte pas de la valeur ajouté au produit et/ou au service. Des activités typiques à supprimer sont des attentes, la surproduction, des transports ou la non-qualité. Comme gaspillage principale est considéré le stock, car c’est il sert comme buffer pour contourner les problèmes liés aux activités sans valeur ajoutée.

Les outils les plus importants pour réduire le gaspillage sont le 5S, la TPM, le SMED et la production cellulaire. L’outil 5S (débarrasser, ranger, nettoyer, standardiser, être rigoureux) assure un environnement propre, rangé et sûr, tandis que la méthode TPM (Total Productive Maintenance) est appliquée pour obtenir des moyens de production efficace et 100% disponibles. Une condition importante pour l’application de la production cellulaire et la possibilité de fabriquer avec des tailles de lot minimales (flux unitaire). Cet objectif est obtenue via l’application de la méthode SMED (Single Minute Exchange of Die), qui minimise les temps de changement de série. En production cellulaire, les flux sont adoptés à une famille de produit particulière.

En générale, ces outils sont appliqués dans le cadre de Kaizen. Un Kaizen est en général une action d’un team pluridisciplinaire qui dure entre 3 et 5 jours. Le but de ce chantier Kaizen est d’améliorer l’état actuel d’un domaine bien déterminé en les quatre étapes 1) Analyse de l’état actuel, 2) Recherche de solutions, 3) Implantation et 4) Vérification.

Le Lean est donc basé sur un concept et quelques outils simples, qui sont appliqués d’une manière continue étape par étape. La méthode Lean ne décrit pas un système ou une configuration optimale, mais plutôt une méthodologie (philosophie) à appliquer pour tendre vers un état idéal.

Six Sigma

L’dée de base de Six Sigma est diminuer les variations d’un processus pour optimiser sa performance. Les variations d’un processus sont considérées comme cause racine de toute inéfficacité (pertes de performance, problèmes de qualité,…). Les variations du processus sont décrites à l’aide de la loi normale (répartition de Gauss), ce qui permet d’identifier d’une manière factuelle la capabilité statistique d’un processus (écart entre résultat souhaité et resultat effectif). Dans l’état idéal, la capabilité d’un processus satisfait le critère de six sigma (six fois l’écart type d’un processus).

Les outils les plus importants pour étudier et réduire la variabilité d’un processus sont des AMDEC (Analyse des méthodes de défaillance), l’analyse statistique de données (analyses Pareto), les plans d’expérience et des diagrammes d’Ishikawa. Une analyse AMDEC permet de déterminer d’une manière très structurée des modes de défaillances d’un processus. Des actions correctives sont nécessaires pour chaque mode qui dépasse une certaine criticité. Les problèmes les plus importants sont identifiés à l’aide d’analyses de Pareto. Similairement, la méthode statistique des plans d’expérience est utilisée pour identifier les paramètres les plus importants d’un processus. Finalement, les diagrammes d’Ishikawa permettent d’analyser et classer les causes pouvant affecter un processus.

Ces outils sont appliqués dans une démarche DMAIC, qui regroue les étapes Definir, Mesurer, Analyser, Améliorer et Contrôler.

La méthode Six Sigma est basée sur une approche scientifique qui assume une maîtrise statistique des processus. Son application assure que tous les aspects d’un problème sont analysés et traités d’une manière systématique.

Comparaison:

Les concepts de base de la méthode Lean ont été développé chez Toyota après la deuxième guerre mondiale dans un environnement dominé par un manque important de ressources. Cet environnement a favorisé donc des méthodes et approches simples qui ne demandent pas d’investissements importants. Six Sigma a été développé chez Motorola, qui est un fabricant de microprocesseurs. Le développement de Six Sigma a été donc guidé par le besoin d’une maîtrise des processus de fabrication pour éviter des rebuts importants et pour rentabiliser rapidement des investissements importants.

Les méthodes et outils Lean comme le 5S ou la TPM sont un ensemble de meilleures pratiques qui ne demandent pas de conditions particulières pour leur application. Au contraire, les méthodes statistiques de Six Sigma demande un effort de récolte de données. Un critère important est également une certaine stabilité du processus à étudier. En faite, en cas d’un comportement hors contrôle (chaotique), les méthodes statistique classiques ne sont plus applicables.

Contrairement aux outils et concepts de base, les méthodologies d’implantation des deux méthodes sont similaires. D’un point de vue générale, les deux approches sont basées sur l’analyse de l’état actuel, l’implantation de solutions et d’une vérification de leur efficacité.

Conclusions:

La comparaison entre les deux méthodes Lean et Six Sigma a montré des complémentarités comme des différences significatives.

Les plus grandes complémentarités entre les deux méthodes existent au niveau des méthodes de Six Sigma comme les diagrammes d’Ishikawa et/ou des analyses de Pareto. Ces deux méthodes peuvent être très utile pour identifier les causes racines d’un problèmes. Dans le cas d’un développent d’un processus complexe, une analyse AMDEC peut également apporter des informations très précieuses.

La plus grande différence entre les deux méthodes existe au niveau de l’application de méthodes statistiques sophistiqués comme des plans d’expérience. L’application de ces méthodes n’est pas simple (choix des modèles, récolte des données, interprétation et présentation des résultats,…) et la qualité des résultats dépend fortement d’une certaine stabilité du processus. En faite, une application de ces méthodes dans des domaines inadéquats (facteurs humains, environnement fortement non-linéaire, perturbations importantes,…) peut apporter plus de confusion que d’aide.

Dans un projet d’amélioration générale, il est donc fortement conseillé d’appliquer d’abord les concepts Lean. Ces concepts sont simples à mettre en place et leur application prépare le terrain pour une application éventuelle des concepts de Six Sigma. Concrètement, il n’est pas conseillé d’envisager l’application des concepts de Six Sigma sans une application préalable des méthodes 5S, TPM et/SMED.

Pour conclure, Lean et Sig Sigma peuvent certainement être appliqués ensembles. Mais la méthode Lean a un domaine d’application plus large et universel que Six Sigma. Quelques outils non mathématiques de Six Sigma sont utiles pour chaque projet Lean, mais l’ensemble de la méthodologie Six Sigma est adopté plutôt à des problématiques liés a la fiabilisation de processus de fabrication.

Le système CONWIP consiste en une quantité définie d’étiquettes que l’on assigne aux ordres de fabrication. Lorsqu’un OF entre dans le processus et qu’une étiquette est “libre”, on l’attribue à cet OF. Dès que le “stock” d’étiquettes est vide (lorsque l’on a autant d’OF dans le processus que d’étiquettes CONWIP), on ne fait plus entrer de nouvel OF dans le processus. Lorsqu’un OF est terminé, on place l’étiquette qui lui est “collée” sur le “tableau CONWIP”. Ceci a pour effet d’autoriser un nouvel OF d’entrer dans le processus.

Ce système extrêmement simple permet de limiter les en-cours de production. Il est utilisable dans des cas ou le Kanban ne l’est pas, par exemple lorsque l’on a une grande diversité de produits à gérer. Il est utilisable le plus aisément dans le cas ou le processus est toujours le même pour tous les produits (même succession de postes de travail). Dans des cas plus complexes, on pourra faire des familles de produits qui ont chacune leur boucle CONWIP.

Le nombre de cartes à intégrer dans un circuit CONWIP est calculé de telle manière à ce que le goulot d’étranglement du système soit alimenté correctement en travail.

Ce système est une combinaison de flux tiré et de flux poussé.

Voici une image qui illustre le fonctionnement très simple de ce système.

CONWIP Limitation des encours

Références:

W.J. Hopp, M.L. Spearman –  Factory Physics: Foundations of Manufacturing Management, third edition, 2008.

• La première approche est basée sur l’hypothèse d’un environnement de production donné. Dans cet environnement donné, des règles d’ordonnancement plus ou moins sophistiquées sont appliquées pour optimiser les flux.
• La deuxième approche se focalise plutôt sur une simplification de l’environnement de production au lieu d’une application de règles ordonnancement. En fait, en simplifiant l’environnement de production, le problème de l’ordonnancement peut être simplifié d’une manière significative.

La règle d’ordonnancement la plus efficace est en générale la règle TOM (temps opératoire minimum, SPT (shortest processing time en anglais). L’application de cette règle minimise le temps de passage moyen et le retard moyen. En pratique, cette règle est souvent remplacée par la règle FIFO en cas d’une surcharge pour assurer le traitement de tous les ordres.
Dans un environnement de production complexe, un ordonnancement (presque) optimal peut être trouvé à l’aide de ressources informatiques. Ces systèmes de planification avancés sont basés sur l’utilisation d’heuristiques et algorithmes d’optimisation sophistiqués. Un critère important pour l’utilisation de la planification avancée est la disponibilité d’un modèle précis de l’environnement de production.

L’approche la plus classique de simplification de l’environnement de production est l’application d’une période unique (takt), qui dicte la durée de chaque opération. Le résultat d’une telle organisation est une coordination parfaite des flux, des niveaux minimales d’en-cours et une gestion et planification très simple et transparente de la production. Les avantages d’une telle solution sont considérables, mais l’effort d’implantation peut être très élevé.
Un concept plus simple à mettre en œuvre est l’application de la théorie des contraintes. A l’aide de ce concept, les flux sont organisés autour d’un goulet d’étranglement, et la planification et l’ordonnancement détaillé se focalisent seulement sur cette seule ressource goulet.

L’ordonnancement est un aspect important de la gestion de production. La connaissance des méthodes d’ordonnancement permet d’éviter des pertes de performance importantes. Mais d’un point de vue générale, l’optimisation de l’environnement de production apporte plus de valeur ajoutée à l’entreprise que la recherche d’une méthode d’ordonnancement optimal.

La présentation suivante résume l’ordonnacement en gestion de production.

Ordonnancement

Ces actions d’amélioration continue sont caractérisées par leur faible coût, l’implication du personnel d’atelier et leur timing serré. Le Kaizen doit faire partie de la philosophie d’amélioration continue d’une entreprise qui veut travailler avec des principes de lean manufacturing.

Avant de commencer

• Déterminer le responsable et son équipe de travail (5-10 personnes). Libérer chaque ressource à 100%.
• Identifier le/les problèmes et fixer les objectifs.
• Déterminer le budget.

Jour 1

• Formation du personnel aux outils LEAN et à la démarche. Parmis les outils utiles figurent le POKA YOKE, les 5S, le value stream mapping, SMED.
• Explication des règles du jeu.
• Présentation des objectifs. Les objectifs visent l’amélioration de valeurs comme la surface, le niveau d’inventaire, les distances parcourues, le temps de passage ou encore la productivité.

Jour 2

• Observation de l’état actuel du processus sur le terrain si possible. On utilisera des outils de process mapping (VSM, diagrammes spaghetti, diagrammes de processus ou autres) pour capter l’état actuel du processus.
• Etablir l’indicateur de l’état actuel, si ce n’est pas déjà fait.

Jour 3

• Brainstorm des solutions d’amélioration. Si possible on effectue cette étape sur le terrain, en faisant des tests in situ. Ces tests peuvent soit se réaliser “real life” ou alors en simulation avec des morceau de carton par exemple.

Jour 4

• Mise en place de la solution choisie.
• Documentation du nouvel état.

Jour 5

• Fine tuning du nouveau processus.
• Présentation du nouveau processus au management. Il est important que cette présentation soit réalisée par l’un des membres de l’équipe de travail et non par le responsable. Les employés doivent en effet s’approprier ces actions d’amélioration.

Le Kanban (terme japonais qui signifie « étiquette ») est une information qui accompagne un container de pièces (composants ou produits finis).  

Le système Kanban est une méthode d’approvisionnement en flux tiré. Cela signifie que l’on va remplacer ce que le client consomme exclusivement.  

Chaque système Kanban est dimensionné avec :  

• Un certain nombre de Kanban en circulation (le système à 2 Kanban est appellé le « two bins system »)
• Une taille de lot par Kanban

Ce dimensionnement s’effectue en fonction du délai d’approvisionnement du composant (délai de production si on parle d’un produit fini), de la consommation moyenne (historique) et d’un éventuel facteur de sécurité.  

Le dimensionnement initial du système (nombre et dimension des Kanban) permet de limiter le nombre de pièces en cours de production. 

2. Comment ça marche ?

Une fois le système mis en place, la production est régulée par ce système Kanban. A l’initialisation du système, les Kanban sont remplis (dans le cas d’un two bins system, les deux boîtes sont remplies de composants). Ensuite les clients vont consommer des composants dans la boîte N° 1.  

Dès que la boîte est vide, l’opérateur envoie un signal (le Kanban vide) à son fournisseur. Le fournisseur sait maintenant qu’il doit produire des composants pour remplir la boîte N° 1. En attendant qu’il produise ces composants, les clients consomment dans la boîte N° 2. Le nombre de composants dans la boîte N° 2 doit être calculé pour « couvrir » le délai de « remplissage » de la boîte N° 1.  

Le signal Kanban peut être de plusieurs natures. Il peut être physique (boîte vide avec une étiquette contenant les informations pour la production ou étiquette sans la boîte) ou électronique (géré via un ERP comme SAP).

Fonctionnement d'un circuit Kanban simple avec plusieurs produits différents.

Fonctionnement de base d’un système Kanban.  

3. Quelles sont les informations utiles sur une étiquette Kanban ?

Sur l’étiquette doivent figurer toutes les informations nécessaires à la production. Celles-ci-incluent : 

• Nom du fournisseur, du client
• Quantité du Kanban
• Référence à produire

4. Quand est-ce que c’est adapté ?

Le système Kanban est mieux adapté pour des consommations stables dans le temps et avec un délai d’approvisionnement ou de production court. Dans un cas de ce type, il permet de limiter grandement les en-cours de production.  

Dans des cas de figure ou la consommation est instable, on devra utiliser des facteurs de sécurité qui permettent de limiter les risques de rupture de stock. 

5. Comment gérer plusieurs Kanban de production ?

Il est possible de gérer plusieurs produits en Kanban dans un processus de production. Pour gérer correctement les priorités (ordonnancer), on pourra utiliser un tableau Kanban. Le maximum de Kanban que l’on peut gérer ainsi est conseillé pour gérer maximum 7 produits différents.  

Le tableau Kanban doit se situer chez le fournisseur du produit et on vient y mettre les étiquettes des Kanban consommés par le client. Voici un exemple :  

Tableau Kanban avec 3 produits différents.

Une première lecture du tableau ci-dessus indique les informations suivantes : 

• Pour le produit A, il y a 5 Kanban de 10 pces en circulation, dont 4 sont vides (ont été consommés)
• Pour le produit B, 5 Kanban en circulation, 3 vides
• Pour le produit C, 4 Kanban en circulation, tous sont pleins

Les codes couleur du tableau indiquent ce qu’il faut produire. Dans le cas ci-dessus, on voit que le produit A atteint la zone rouge, cela signifie qu’il faut hautement prioriser cette production. C’est donc le prochain produit à produire. Voici la signification des codes couleur : 

• Vert : Ne pas produire. 
• Orange : Est autorisé à produire.
• Rouge : Doit produire.

Si deux Kanban sont dans l’orange, on devra fixer une règle de priorité, par exemple traiter les produit dans le sens « gauche à droite » ou alors laisser la liberté à l’opérateur.  

Tableau Kanban

Fonctionnement du tableau Kanban en 2 pages illustrées.  

6. Comment limiter le nombre de Kanban différents (kits) ?

Un des problème que l’on peut rencontrer dans un système Kanban est le nombre de Kanban différents à gérer. Si ce nombre est trop important, on pourra essayer de faire des Kanban de kits de pièces. Par exemple, si l’on a 3 pièces qui sont systématiquement consommées ensemble par le client, on pourra les faire figurer dans le même Kanban, pour autant que le fournisseur de ces 3 pièces soit le même. Le signal « Kanban vide » demande alors la production de 3 pièces différentes au lieu d’une seule. 

7. Comment le dimensionner ?

Généralité :

Lors du dimensionnement initial, on tendra à dimensionner le système de manière assez large, puis on le réduira par la suite. Ceci permet de diminuer le risque de rupture. La dimension d’un Kanban est bien souvent définie par des contraintes techniques (exemple : taille de lot du fournisseur). Dans ces cas, les règles ci-dessous s’appliquent avec cette contrainte. 

Système à deux boîtes :

Taille d’un Kanban = Consommation moyenne * Délai d’appro * Facteur de sécurité   

Ou   

Taille d’un Kanban = Consommation moyenne * Délai d’appro + Stock de sécurité   

Note : le facteur de sécurité varie entre 1 et 2 en fonction de la variabilité de la demande.   

Autres systèmes :

Nombre de Kanban * Dimension des Kanban = Délai d’appro * Facteur de sécurité   

8. Règles de fonctionnement du système :

Client :

• Envoyer immédiatement le signal Kanban en cas de consommation.
• Informer le fournisseur si la consommation change d’une manière significative.
• Informer le fournisseur en cas de problèmes qualité.

Fournisseur :

• Produire le produit demandé, dans la quantité demandée.
• Garantir une qualité constante.
• Produire dans le délai fixé.
• Informer le client immédiatement en cas de problèmes rencontrés (qualité, délai)

Gestion :

• Les paramètres des Kanban doivent être vérifiés de manière régulière (tous les 3 mois).

Le concept du flux poussé est basé sur un lancement des ordres de fabrication en fonction des prévisions et/ou des commandes confirmées. Ce concept permet de fabriquer seulement ce qui est prévu d’être vendu. L’application de ce concept correspond alors à une fabrication sans stock, si le processus de production est maîtrisé et si les prévisions sont fiables (fabrication à la commande). L’application classique de ce concept est le MRP (Material Requirements Planning).

Le concept du flux tiré est basé sur un lancement des ordres de fabrication seulement après une consommation a eu lieu. L’application de ce concept correspond alors à une fabrication sur stock et un lancement des ordres de fabrication en fonction du niveau de stock. Contrairement au flux poussé, la production n’est pas lancée en fonction de prévisions, qui epuvent être fausses. L’application classique de ce concept est la Gestion des Stocks et le Kanban.

Les caractéristiques de ces deux concepts montrent qu’ils possèdent des domaines d’application qui sont complémentaires:

Le flux poussé (MRP) permet de gérer un nombre illimité de produits complexes. Il est également possible de gérer le cycle de vie du produit et la traçabilité des modifications (gestion des lots). Par contre, en présence de prévisions peu fiables, le MRP a la tendance de devenir instable (MRP nervousness). Un autre point critique de MRP est l’investissement pour l’infrastructure informatique. Pour la gestion de produits standards, ces investissements sont difficiles à rentabiliser (usine fantôme).

Le flux firé est la méthode de gestion des flux la plus efficace, si l’environnement de production est adapté. Surtout la méthode Kanban est très efficace pour la gestion de produits standards avec une demande stable. Sa capacité d’auto-régulation des flux via un management visuel des inventaires permet d’atteindre des niveau d’efficacité très élevés.

Le but de la présentation (GestionFlux.pdf) est de donner une introduction à la gestion des flux. Les concepts de base ainsi leur domaine d’application et configuration optimale sont présentés.

GestionFlux