Guide de la fabrication agile : Les opérations à l'ère de l'accélération

Aperçu de la fabrication agile

La fabrication évolue. Rapidement. Qu'on l'appelle industrie 4.0, quatrième révolution industrielle ou nouveau statu quo, le fait est le même : l'industrie manufacturière vit une ère d'accélération.

Pour suivre le rythme, les fabricants doivent adopter une approche qui accueille le changement.

De plus en plus, cette approche est Agile. Dans toutes les industries et tous les secteurs verticaux, les fabricants appliquent les méthodes Agile pour accélérer la création de valeur et accroître la résilience en période de perturbation. Conçue à l'origine pour le développement de logiciels, la méthode Agile permet aux fabricants d'exploiter un rythme de changement rapide pour obtenir un avantage concurrentiel.

En mettant l'accent sur l'itération rapide, l'augmentation du nombre d'opérateurs, la flexibilité opérationnelle et l'innovation ascendante, la fabrication agile permet de répondre rapidement aux demandes des clients tout en donnant aux travailleurs les moyens d'innover.

Ce guide vous présente la fabrication agile. Nous passerons en revue l'historique, nous nous plongerons dans chacun des principes et nous donnerons des conseils concrets sur la manière d'adopter cette méthode de travail dans votre atelier.

Quatre changements majeurs dans le paysage manufacturier ont rendu les méthodes Agile nécessaires.

1. Unenvironnement qui évolue rapidement - La technologie est à l'origine de changements importants dans l'industrie manufacturière. Mais la technologie n'est pas le seul élément en mouvement. Les clients évoluent eux aussi rapidement. Ils ont désormais des exigences plus élevées. Ils attendent une plus grande personnalisation des produits, une livraison plus rapide et une production moins coûteuse. Les réglementations changent également, augmentant en nombre et en sévérité. Ajoutez à cela des chaînes d'approvisionnement de plus en plus complexes et une stabilité commerciale douteuse, et vous obtenez un environnement qui exige de la flexibilité. Prenons l'exemple de la plus récente perturbation de 2020. Il n'y avait aucun moyen de se préparer à un tel chaos, si ce n'est d'être prêt à répondre à des demandes changeantes.

2. Undéveloppement technologique constant - De nouvelles technologies apparaissent chaque jour, et l'industrie manufacturière est en train de s'adapter à l'ère numérique. À l'avenir, les fabricants ressentiront les effets des nouvelles technologies de manière inattendue. Selon un rapport publié par McKinsey, la fabrication connaîtra plus de perturbations au cours des cinq prochaines années (2019 - 2024) qu'au cours des vingt dernières années réunies.

3. Transformation de la main-d'œuvre - En raison des faibles taux de chômage et d'un déficit durable de compétences, les fabricants ont du mal à recruter des travailleurs qualifiés. Des recherches menées par Deloitte montrent que ce déficit de compétences pourrait laisser plus de deux millions de postes manufacturiers non pourvus entre 2018 et 2028.

En intégrant les méthodes agiles, les fabricants peuvent survivre à ces changements et rester compétitifs. Mais trop souvent, "agile" est un mot à la mode, dissocié de sa signification et de ses principes réels. Remontons dans le temps et rappelons le développement de cette approche désormais célèbre.

4. Unmeilleur accès aux informations - Les usines connectées produisent des données à une échelle sans précédent. Les données permettront des bonds en avant comme la maintenance prédictive et l'optimisation de la chaîne d'approvisionnement. Les entreprises seront en mesure d'agir sur les données en temps réel à tous les niveaux. La haute direction sera en mesure d'évaluer les performances des usines en temps réel. Les responsables de la production diagnostiqueront les problèmes de qualité avant qu'ils n'atteignent l'aval. Et les dirigeants qui s'intéressent aux performances des sous-traitants bénéficieront d'une nouvelle visibilité.

En intégrant la méthode agile, les fabricants peuvent survivre à ces changements et rester compétitifs. Mais trop souvent, "agile" est un mot à la mode, dissocié de sa signification et de ses principes réels. Remontons dans le temps et rappelons le développement de l'approche désormais célèbre.

Le mouvement Agile est né en 2001, lorsque dix-sept développeurs de logiciels se sont réunis dans un chalet de ski de l'Utah. Ils avaient tous au moins une chose en commun : une profonde insatisfaction à l'égard du modèle Waterfall.

Le modèle Waterfall est une méthode de développement linéaire et séquentielle. Les praticiens doivent achever chaque étape de la production avant de commencer la suivante. Bien que structuré et facile à suivre, le modèle Waterfall comporte de nombreux pièges.

Principalement, le modèle Waterfall décourage les changements de cap jusqu'à la fin du cycle de développement. Parce qu'il privilégie la progression vers l'avant, le modèle en cascade retarde l'intégration du retour d'information, rend difficile l'adaptation à l'évolution des exigences et ralentit la production, car les ingénieurs font tout leur possible pour éviter les erreurs.

Nichés dans les Rocheuses, les développeurs de logiciels ont commencé à réfléchir à un modèle alternatif et flexible. Ils ont mis sur papier ce qui allait devenir le Manifeste Agile. Décrivant quatre valeurs et douze principes, ce manifeste allait révolutionner l'industrie du génie logiciel et le monde des affaires dans son ensemble.

Certains éléments clés du manifeste agile ont jeté les bases de la méthodologie agile.

• Les organisations doivent accorder une grande importance aux interactions entre les individus.

• Elles doivent s'efforcer d'avoir une conversation permanente avec les clients.

• Elles doivent modifier leur produit ou service en fonction des commentaires des clients.

• Les équipes doivent être auto-organisées.

La méthodologie Agile a été rapidement adoptée par les équipes de développement du monde entier pour sa capacité à réduire le décalage entre les besoins des entreprises et les développements technologiques.

L'approche Agile a fait ses preuves. Elle réduit les coûts et les délais de mise sur le marché. Elle accroît également la collaboration interfonctionnelle, la croissance des revenus et la satisfaction des clients. Agile réduit également les risques, car les équipes prennent plusieurs décisions à faible enjeu plutôt qu'une seule grande décision à fort enjeu. La livraison régulière de petits éléments de valeur réduit le risque que le produit final ne réponde pas aux besoins du client.

Les approches Lean et Agile sont toutes deux très populaires. Cependant, il ne faut pas les confondre. D'une part, la fabrication allégée vise à accroître l'efficacité en réduisant le gaspillage. D'autre part, la fabrication agile vise à accroître l'efficacité par la résolution souple et parallèle des problèmes.

Si certaines idées de la production allégée et de la production agile se recoupent, les principes fondamentaux sont différents.

Principes clés de la fabrication agile :

1. Itérer plus rapidement

L'idée de fournir plus fréquemment de petits éléments de valeur est au cœur de la fabrication agile. Plutôt que de tenter de concevoir un produit unique et parfait en une seule fois, l'objectif est de produire rapidement de multiples versions. Chaque itération, avec ses défauts et ses forces, révèle de nouvelles idées qui permettent d'améliorer le processus. À mesure que le processus s'améliore, chaque nouvelle version du produit surpasse la précédente.

Pourquoi cette méthode incrémentale et itérative permet-elle d'obtenir un résultat supérieur ? Parce que les ingénieurs de processus sont confrontés à de nombreuses variables. Les itérations leur permettent de tester différentes solutions et de recueillir des données sur les différentes variables. Sans ces données, il est difficile de déterminer quels changements sont nécessaires à un stade donné pour optimiser la production.

2. Flexibilité

Selon McKinsey, "la volatilité augmente et fait des ravages. Qu'il s'agisse de fluctuations croissantes de la demande, des taux de main-d'œuvre et des prix des intrants, ou d'événements perturbateurs comme les catastrophes naturelles et les crises financières, la volatilité a endommagé les chaînes d'approvisionnement, augmenté les coûts et érodé les bénéfices. [...] Les entreprises reconnaissent de plus en plus qu'elles doivent modifier leurs stratégies de fabrication face à la volatilité croissante."

Afin de ne pas plier sous les forces extérieures, les entreprises manufacturières doivent disposer de systèmes flexibles. Leur structure interne doit être suffisamment dynamique pour rebondir rapidement après des perturbations externes. Les fabricants agiles sont conscients que les facteurs environnementaux - économiques, politiques, écologiques, sociaux, technologiques - les obligent à rester constamment sur le qui-vive. Ils veillent à ce que chaque composant de leur système puisse croître organiquement et s'adapter aux changements.

3. De bas en haut

Pendant des décennies, les objectifs et les directives sont passés du sommet de l'organisation à la base. L'approche descendante a ses avantages, comme la mise en œuvre rapide des décisions prises par les niveaux supérieurs d'une entreprise. Toutefois, elle a un coût. Les employés à la base peuvent se sentir déconnectés et désengagés. Un faible engagement peut décourager la responsabilisation et l'innovation.

Les fabricants agiles privilégient une approche ascendante, dans laquelle les idées et les directives circulent de manière fluide entre toutes les couches de l'entreprise. Avec cette approche, les directeurs et les gestionnaires donnent la parole aux opérateurs et aux ouvriers de l'atelier. La fabrication agile soutient l'idée que ce sont les personnes les plus proches des défis de la fabrication qui les comprennent le mieux. Plus les opérateurs, les ingénieurs, les cadres et les dirigeants collaborent, plus les opérations sont efficaces dans leur ensemble. La collaboration entre les fonctions et les niveaux hiérarchiques permet d'obtenir des produits et des processus de plus grande valeur.

4. Augmentation

L'augmentation est mieux comprise par opposition à l'automatisation. L'automatisation consiste à automatiser les tâches des travailleurs - en d'autres termes, à remplacer les travailleurs par des machines. L'augmentation, en revanche, améliore les capacités des travailleurs grâce à la technologie.

Pendant des années, l'automatisation a été considérée comme la solution aux coûts élevés de la main-d'œuvre et à l'erreur humaine en usine. Mais l'automatisation est également coûteuse, difficile à entretenir et peu flexible.

La fabrication agile fait valoir que les humains seront plus performants s'ils disposent d'outils qui leur permettent de faire évoluer leur travail. Qu'il s'agisse de contrôles de qualité assistés par ordinateur ou d'instructions de travail à l'épreuve des erreurs, les fabricants agiles utilisent la technologie pour aider leurs employés à faire plus de travail, mieux.

Pour mettre en œuvre avec succès la fabrication agile, les fabricants doivent appliquer ses principes et encourager certains changements dans leur organisation. Ces changements varieront en fonction de la taille et de la structure de l'organisation, mais certaines caractéristiques sous-jacentes sont communes à la plupart des organisations agiles qui réussissent.

Mise en œuvre de la fabrication agile par des changements organisationnels

1. Culture et objectif

La culture agile place les personnes au centre. Les organisations agiles sont structurées de manière à ce que les membres de l'équipe s'approprient leur travail. Les dirigeants d'une organisation agile ne dirigent pas leurs employés, mais leur fournissent plutôt les outils nécessaires pour obtenir des résultats par eux-mêmes.

Ces équipes agiles autonomes sont axées sur les objectifs. Après avoir fixé leurs objectifs et décidé de la manière de les atteindre, les équipes sont tenues responsables de leurs progrès. Même si les différentes équipes travaillent sur des objectifs différents, il existe une cohésion à l'échelle de l'organisation : tous les objectifs s'inscrivent dans un but plus large. Les organisations agiles comprennent que la finalité est essentielle pour donner un sens aux objectifs à court terme que les équipes s'efforcent d'atteindre.

La finalité augmente également la productivité : lorsque les employés travaillent avec un sens de la finalité, ils sont plus engagés et motivés.

Les organisations agiles partagent leur objectif avec tout le monde afin que chaque employé sache pourquoi il fait ce qu'il fait. Un état d'esprit axé sur l'objectif stimule les gens et accroît la motivation et l'engagement.

2. Réseau d'équipes

Les équipes ont une grande importance dans les organisations agiles. La responsabilité, la transparence et la collaboration sont cruciales au sein des équipes. Les membres de l'équipe ont des rôles clairs, mais ils n'ont pas nécessairement un rôle unique et les rôles peuvent être partagés entre plusieurs personnes. L'environnement de travail doit être ouvert et sûr. Enfin, les équipes doivent être en contact les unes avec les autres, afin que les membres puissent puiser des connaissances et des idées auprès des autres équipes.

3. Cycles rapides

Le principe "Iterate Faster" de la fabrication agile encourage les équipes à passer rapidement par plusieurs versions d'un processus ou d'un produit. La capacité à mettre en œuvre ce principe est une caractéristique essentielle des organisations Agiles qui réussissent.

Afin d'itérer plus rapidement, les équipes Agile travaillent sur des objectifs concrets sur des périodes de temps courtes et prédéterminées. Tant les objectifs que le calendrier sont essentiels à l'agilité.

Les objectifs doivent être réalistes et mesurables. Les membres de l'équipe sont tenus responsables de leur réalisation. Le délai doit être assez court - de l'ordre de quelques semaines - pour que les équipes puissent itérer rapidement.

4. Technologie

La technologie est essentielle à toutes les pierres angulaires de la fabrication agile. Sans les bonnes technologies, il est impossible pour les entreprises de fournir de la valeur à un rythme suffisamment rapide pour répondre aux demandes des clients et aux fluctuations du marché.

Parmi les exemples de technologies habilitantes, citons les outils de communication et de gestion du travail en temps réel, qui permettent d'améliorer le flux et l'organisation ; les hackathons, qui permettent de mettre rapidement en place de nouvelles solutions et de nouveaux produits ; et les instructions de travail numériques interactives, qui permettent de maintenir facilement à jour les compétences des employés.

Mais la méthode Agile ne consiste pas à adopter des technologies à tout faire. Il s'agit plutôt de trouver les bonnes technologies pour améliorer leurs processus, leurs employés et leurs produits uniques.

Les fabricants peuvent apporter de l'agilité à leur organisation en adoptant les bonnes technologies.

Pour itérer plus rapidement, les fabricants agiles se tournent vers des technologies qui les aident à collecter des données. Pour devenir flexibles, les outils et les logiciels qui permettent des changements rapides sont essentiels. Pour suivre une approche ascendante, les fabricants agiles accordent à leurs travailleurs plus de confiance et de pouvoir. Pour renforcer leurs travailleurs, ils les équipent avec les outils et la formation appropriés.

Examinons quelques exemples de technologies habilitantes en action.

Utilisation d'instructions de travail numériques pour renforcer les programmes de formation

Dentsply est le plus grand fournisseur de solutions dentaires au monde. Sa division "implants" reçoit chaque jour des milliers de commandes personnalisées, dont chacune nécessite une combinaison de kits très spécifique. En raison de la grande variabilité de leur processus de mise en kit, les associés doivent suivre une formation et un stage de six mois avant de pouvoir entrer en production.

Afin de minimiser les erreurs et de former avec plus de précision, Dentsply a transformé les instructions de travail sur papier en applications numériques interactives. Cela a non seulement facilité l'exécution du travail, mais a également permis aux ingénieurs principaux des procédés de rationaliser la formation des nouveaux opérateurs.

En suivant les instructions détaillées de leurs applications Tulip, les nouveaux opérateurs peuvent désormais s'auto-former et acquérir de nouvelles compétences beaucoup plus rapidement qu'auparavant. En conséquence, l'ingénieur principal des procédés a pu réduire de 75 % le temps de formation des nouveaux opérateurs, tout en prenant en charge plus d'un milliard de combinaisons de kits différentes dans son entreprise. En équipant les travailleurs du bon outil d'instructions de travail, Dentsply a pu diminuer les coûts de formation et réduire les erreurs humaines pour améliorer les capacités des travailleurs.

Utiliser la vision par ordinateur pour assister les opérateurs

Lessystèmes de vision par ordinateur peuvent aider les opérateurs tout au long d'un processus de production. Ces systèmes suivent les mouvements de l'opérateur et inspectent le produit en cours de fabrication. Sur la base d'une analyse contextuelle permanente de l'environnement de fabrication, l'ordinateur fournit une assistance et effectue les contrôles de qualité appropriés.

Le leader mondial des machines-outils de découpe, DMG MORI, a renforcé sa station d'assemblage en utilisant ce système de vision par ordinateur et des caméras Intel disponibles dans le commerce.

DMG MORI a intégré le kit d'éclairage deTulip avec Vision pour les opérations guidées Pick-to-Light. Contrairement aux capteurs à faisceau brisé, Vision détecte facilement les changements dans chaque bac avec une seule caméra, de sorte que les opérateurs peuvent recevoir un retour d'information immédiat lorsqu'ils essaient de saisir un composant dans le mauvais bac.

Grâce à la vision par ordinateur, les fabricants peuvent fournir un éventail de produits beaucoup plus large sans sacrifier la productivité ou la qualité. Lorsqu'ils sont utilisés pour assister les opérateurs en ligne, les systèmes de vision par ordinateur peuvent aider les travailleurs fatigués à détecter les défauts et à éviter les erreurs dans les assemblages complexes où les travailleurs sont susceptibles de manquer ou de mal exécuter certaines étapes. Grâce à l'assistance de la vision par ordinateur pour les tâches cognitives difficiles, les opérateurs peuvent se concentrer davantage sur la résolution de problèmes et l'innovation.

Suivi numérique des données de production pour améliorer la qualité des assemblages à forte concentration

Inclinaison magique est un fabricant de remorques en aluminium et en acier galvanisé conçues pour les applications en eau salée. Étant donné qu'il s'agit d'un atelier à haut rendement et à haut volume, il ne propose pas de produits "standard". Chaque remorque diffère en taille et en configuration et les pièces requises peuvent varier selon la commande.

Par conséquent, lorsque des commandes de pièces ou des réparations arrivaient, les membres de l'équipe avaient du mal à chercher dans des centaines de documents papier pour trouver les spécifications exactes de la remorque. Ils devaient soit créer deux ou trois pièces jusqu'à ce qu'ils obtiennent exactement ce qu'ils voulaient, soit demander à leurs clients d'envoyer eux-mêmes les mesures exactes.

Depuis qu'il a intégré le suivi numérique de la production dans ses ateliers, le service de garantie de Magic Tilt peut extraire la documentation relative aux remorques, y compris les images associées, les mesures précises des supports, la couleur de la moquette et la longueur des planches. Au lieu de deviner ou de demander à ses clients de mesurer leurs remorques, Magic Tilt est désormais en mesure de livrer des pièces de rechange correctes dès la première fois, ce qui lui permet d'économiser sur la casse et les frais d'expédition.

Utiliser les données en temps réel pour guider l'itération

Un leader de la fabrication de bateaux haut de gamme assemble 13 bateaux et 500 à 600 pièces coussinées personnalisées par jour, avec 90 opérateurs et 400 ouvriers répartis sur 36 lignes d'assemblage.

Malgré la taille des opérations, les opérateurs manquaient souvent de visibilité en temps réel sur les pièces qui passaient de la matière première aux produits finis. Les ingénieurs de processus tentaient d'effectuer des études de temps et d'autres analyses, mais leur collecte manuelle de données ne pouvait pas suivre le rythme et les exigences des opérations. Cela empêchait les lignes de production d'itérer sur leurs processus.

En recueillant des données en temps réel grâce à l'application Tulip, les ingénieurs principaux des processus sont désormais en mesure d'accroître la visibilité de la production grâce à la collecte automatique de données. En quelques jours, ils ont pu commencer à exploiter des données granulaires telles que les temps de cycle en temps réel. Ces données leur ont permis d'identifier les opérateurs qui se situent au-dessus et au-dessous des temps cibles moyens, ainsi que les lignes d'assemblage qui nécessitent une attention ou une correction immédiate. Avec de telles informations, Tulip peut désormais fournir un retour d'information ciblé en temps réel aux opérateurs et prendre des décisions en temps réel basées sur les données pour résoudre les goulots d'étranglement de la production.

Utiliser l'impression 3D pour créer des prototypes plus rapidement

Lesimprimantes 3D ont le potentiel d'accélérer considérablement la conception et le prototypage. Les cycles itératifs se raccourcissent car les nouvelles versions des produits sont testées en une fraction du temps. En effet, les nouveaux prototypes n'ont plus besoin d'être conçus et fabriqués dans un processus qui peut prendre des mois. Au contraire, ils sont simplement imprimés et testés immédiatement. Les produits sont ainsi testés tôt et souvent, et des améliorations sont apportées à chaque version. Le résultat : des produits finis optimaux qui répondent aux exigences des clients.

L'impression 3D rend également la personnalisation de masse réaliste pour les fabricants. Par exemple, l'impression 3D transforme l'industrie de la bijouterie en permettant la production rapide de pièces personnalisées très détaillées. L'impression 3D permet aux fabricants d'être beaucoup plus flexibles face aux demandes changeantes des clients.

La méthodologie Agile est sous les feux de la rampe depuis près de deux décennies. 41 % des organisations interrogées par McKinsey déclarent que leur entreprise a entièrement mis en œuvre ou est en train de mettre en œuvre une transformation Agile à l'échelle de l'entreprise. Cependant, ce n'est que ces dernières années que les technologies permettant l'agilité dans le secteur manufacturier ont fait leur apparition. Désormais, les entreprises manufacturières disposent d'un potentiel prometteur pour rejoindre la révolution numérique et laisser le passé derrière elles.