Le guide complet de la production allégée

Définition de la production allégée

La production allégée est un cadre systématique permettant d'éliminer les déchets d'un système de production, ou chaîne de valeur, sans sacrifier la productivité. La chaîne de valeur comprend tous les flux d'activités et d'informations qui existent entre le fournisseur de matières premières et la possession du client. La production allégée consiste à donner aux personnes à tous les niveaux d'une organisation les moyens d'identifier et d'éliminer les gaspillages afin d'augmenter en permanence la valeur fournie aux clients.

Une mentalité et une culture de la production allégée ajoutent de la valeur et réduisent les activités qui en diminuent la valeur. En d'autres termes, la production allégée vise à créer plus de valeur pour les clients tout en réduisant les déchets.

Les 8 gaspillages du Lean

Dans le cadre du lean, la "valeur" est définie comme toute action ou tout processus pour lequel un client serait prêt à payer. En revanche, le "gaspillage" est défini comme tout ce qui n'ajoute pas de valeur à un produit, ou comme un coût sans bénéfice. Les praticiens du Lean s'accordent généralement sur 7 gaspillages, qui découlent de la mentalité du Juste à temps pour réduire les coûts et augmenter la valeur:

- Surproduction: produire plus, plus tôt ou plus vite que ne l'exige le processus suivant ou le client.
- Attente: les opérateurs restent inactifs pendant que les machines tournent, que l'équipement tombe en panne, que les pièces sont en retard, etc.
- Transport (ou convoyage): déplacement de pièces et de produits au-delà du strict minimum nécessaire.
- Surtraitement: traitement inutile ou incorrect.
- Inventaire: maintien d'un stock de matières premières, de pièces, de travaux en cours (TEC) et de produits finis supérieur au minimum nécessaire.
- Mouvement: déplacements effectués par des opérateurs ou des machines au-delà du nécessaire.
- Défauts: temps et efforts consacrés à la correction et à l'inspection des travaux de reprise et des rebuts.

Certains praticiens de l'allégement incluent un huitième type de gaspillage: les talents inutilisés. Alors que les sept premiers types de gaspillage sont directement liés aux processus de fabrication, le gaspillage des talents inutilisés est spécifique à la gestion de la fabrication. N'oubliez pas que l'allégement est axé sur les êtres humains ; sans eux, il n'y a pas de culture de l'allégement.

Le cycle de production allégée

Le Lean Enterprise Institute propose un cycle en cinq étapes pour la mise en œuvre de la méthode "lean" :

1. Spécifiez la valeur du point de vue du client final par famille de produits.
2. Identifiez toutes les étapes de la chaîne de valeur pour chaque famille de produits, en éliminant autant que possible les étapes qui ne créent pas de valeur.
3. Veillez à ce que les étapes de création de valeur se déroulent dans un ordre serré afin que le produit soit acheminé sans heurt vers le client.
4. Au fur et à mesure de l'introduction du flux, laissez les clients tirer de la valeur de l'activité en amont suivante.
5. Au fur et à mesure que la valeur est spécifiée, que les flux de valeur sont identifiés, que les étapes inutiles sont supprimées et que le flux et la traction sont introduits, recommencez le processus et poursuivez-le jusqu'à ce qu'un état de perfection soit atteint, dans lequel une valeur parfaite est créée sans aucun gaspillage.

Penser avec la philosophie Lean

Pour atteindre cet objectif, les organisations mettent en œuvre la pensée allégée à la fois dans leurs philosophies de gestion et de production. Selon l'Institut de l'entreprise allégée (Lean Enterprise Institute), "la pensée allégée modifie l'orientation de la gestion, qui passe de l'optimisation de technologies, d'actifs et de départements verticaux distincts à l'optimisation du flux de produits et de services par le biais de flux de valeur entiers qui circulent horizontalement entre les technologies, les actifs et les départements jusqu'aux clients".

La production allégée est un effort en constante évolution qui nécessite la compréhension et la participation de tous les niveaux d'une organisation. Pour parvenir à une exploitation allégée, la pensée allégée est tout aussi importante que la mise en œuvre technique. Il existe toute une série de stratégies pour réduire les déchets dans un processus de production, mais il est également important de comprendre et d'intérioriser les philosophies sous-jacentes afin de soutenir une opération allégée et de continuer à s'efforcer d'atteindre une opération parfaite, sans déchets.

Les premiers concepts de l'allégement

Les principes fondamentaux de la production allégée remontent à Benjamin Franklin, qui a consigné des exemples de réduction des déchets dans ses expériences au milieu des années 1700. Il a préfiguré le principe de la production allégée, qui consiste à éviter les coûts, dans le célèbre adage de l'Almanach du pauvre Richard, aujourd'hui connu sous le nom de "a penny saved is a penny earned" ("un penny économisé est un penny gagné") : "Un penny économisé est un penny gagné. Une épingle par jour est un groat par an. Épargnez et ayez".

Franklin a également mis en garde contre la constitution de stocks inutiles, écrivant dans Le chemin de la richesse: "Vous les appelez des marchandises, mais si vous n'y prenez pas garde, elles se révéleront néfastes pour certains d'entre vous. Vous vous attendez à ce qu'elles soient vendues à bas prix et, peut-être, elles peuvent être achetées moins cher qu'elles ne coûtent ; mais si vous n'en avez pas besoin, elles doivent être chères pour vous".

En 1911, Frederick Winslow Taylor a introduit ce qui allait être connu sous le nom de normalisation et de déploiement des meilleures pratiques. Taylor a écrit dans Les principes de la gestion scientifique:

"Chaque fois qu'un ouvrier propose une amélioration, la direction doit avoir pour politique d'analyser soigneusement la nouvelle méthode et, si nécessaire, de procéder à une série d'expériences pour déterminer avec précision la valeur relative de la nouvelle suggestion et de l'ancienne norme. Et lorsque la nouvelle méthode s'avère nettement supérieure à l'ancienne, elle doit être adoptée comme norme pour l'ensemble de l'établissement".

Peu de temps après, Henry Ford a mis au point avec succès son système de fabrication par assemblage en série, qui reconnaissait et évitait les gaspillages de matériaux et de mouvements.

Dans son autobiographie intitulée My Life and Work (Ma vie et mon travail), Ford résume la production allégée en une phrase : "Nous n'introduirons pas dans notre établissement quoi que ce soit d'inutile".

Formation au sein de l'industrie

En 1940, le ministère de la guerre des États-Unis a créé Training Within Industry, un service destiné à fournir une formation professionnelle dans les industries liées à la guerre qui étaient touchées par la pénurie de personnel qualifié due à la conscription militaire. La formation au sein de l'industrie se composait de quatre programmes de base :

- Job Instruction (JI), qui enseigne une méthode pour enseigner à un opérateur comment exécuter un processus correctement, en toute sécurité et consciencieusement
- Job Relations (JR), qui enseigne les fondements de l'établissement de relations positives avec les employés, du renforcement de la coopération et de la motivation, et de la résolution efficace des conflits
- Job Methods (JM), qui enseigne aux employés à évaluer leur travail et à suggérer des améliorations
- Program Development (PD), qui enseigne aux responsables de la formation à aider les supérieurs hiérarchiques dans la résolution des problèmes

À la fin de la Seconde Guerre mondiale, en 1945, plus de 1,6 million de travailleurs dans plus de 16 500 usines avaient reçu un certificat de formation dans l'industrie.

Système de production Toyota

Fortement influencé par la formation au sein de l'industrie, qui s'est répandue au Japon après la fin de la Seconde Guerre mondiale, le système de production Toyota (SPT) a été mis au point au Japon entre 1948 et 1975 par Taiichi Ohno et Eiji Toyoda, ingénieurs industriels chez Toyota. Le système de production Toyota a été largement salué comme le système qui a permis à Toyota de connaître le succès qu'on lui connaît aujourd'hui.

Le TPS repose sur deux grands piliers conceptuels : le juste-à-temps - le principe qui consiste à ne produire que ce qui est nécessaire, seulement quand c'est nécessaire et seulement dans la quantité nécessaire - et le jidoka, le concept de "l'automatisation avec une touche humaine". L'objectif principal du TPS est d'éliminer le gaspillage ("muda") en supprimant les surcharges ("muri") et les incohérences ("mura").

Le TPS est fondé sur 6 principes, connus sous le nom de Toyota Way :

- Amélioration continue
- Respect des personnes
- Philosophie à long terme
- Le bon processus produira les bons résultats
- Ajoutez de la valeur à l'organisation en développant votre personnel et vos partenaires
- La résolution continue des problèmes de fond stimule l'apprentissage organisationnel

L'évolution de la production allégée

Bien que la production allégée ait été influencée et ait évolué au fil des décennies, elle repose en grande partie sur le système de production Toyota (TPS). Le terme "lean" a été inventé pour la première fois par John Krafcik en 1988 dans son article intitulé "Triumph of the Lean Production System" (Triomphe du système de production allégé), basé sur son expérience en tant qu'ingénieur qualité dans l'entreprise Toyota-GM NUMMI en Californie. Le TPS s'est rapidement fait connaître grâce à la publication du livre de James P. Womack, Arthur Roos et Daniel Jones, basé sur les recherches de Krafcik, intitulé La machine qui a changé le monde.

Les principes suivants sous-tendent les techniques de mise en œuvre de l'allégement :

Production juste à temps

Juste à temps (JIT) désigne un système de production qui fabrique et livre ce dont on a besoin, juste au moment où on en a besoin et juste dans la quantité nécessaire. Le juste-à-temps se compose de trois éléments : le takt time, le flux continu et le système à flux tiré.

Le temps de Takt désigne la fréquence à laquelle une pièce ou un produit doit être produit pour répondre aux exigences du client en fonction du taux de vente. Le takt time est calculé en divisant le temps de travail disponible par équipe par le taux de demande des clients par équipe. Produire selon le takt time signifie qu'un système de fabrication est capable de répondre rapidement aux problèmes, d'éliminer les causes de temps d'arrêt non planifiés et de réduire le temps de changement.

Le flux continu consiste à produire et à déplacer un article à la fois (ou un petit lot cohérent) pour respecter le temps de rotation. Chaque article passe immédiatement d'une étape à l'autre du processus, sans perte de temps (ou autre gaspillage) entre les deux.

Le flux continu a été développé dans le cadre du système Ford et comprend des concepts tels que l'utilisation de pièces interchangeables de manière cohérente afin que les temps de cycle soient constants ; la chaîne d'assemblage elle-même ; l'agencement des machines de manière à ce que les pièces puissent circuler facilement entre les tâches ; et la garantie que le taux de fabrication des pièces corresponde au taux de consommation des pièces lors de l'assemblage final.

Le système à flux tiré consiste à organiser tous les processus de la séquence de production en un flux unique et régulier basé sur le taux de ventes. Fondamentalement, la demande de ventes stimule la production, car elle "tire" les articles du processus de fabrication.

Jidoka

Jidoka se traduit par "automatisation avec une touche humaine" ou "autonomisation". Il s'agit de donner aux machines et aux opérateurs la capacité de détecter une situation anormale et d'arrêter immédiatement le travail pour mettre en place des contre-mesures. L'adoption du Jidoka permet d'améliorer l'efficacité du travail, car les opérateurs sont libérés pour effectuer des tâches qui créent de la valeur plutôt que de surveiller les machines pour éviter les défauts.

Le concept de jidoka a été développé lorsque Sakicho Toyoda, fondateur du groupe Toyota, a inventé un métier à tisser automatique qui s'arrêtait automatiquement lorsqu'un fil se cassait, éjectait rapidement les navettes presque vides et en insérait une nouvelle juste au bon moment. Cette invention a permis aux opérateurs de se consacrer à des tâches plus créatrices de valeur plutôt que de surveiller les métiers à tisser. Le concept de conception de machines capables de s'arrêter automatiquement en cas de problème et d'attirer l'attention sur les problèmes est finalement devenu un élément essentiel de chaque processus chez Toyota.

Heijunka (niveau de production)

Heijunka fait référence au nivellement du type et de la quantité de production sur une période de temps fixe. Cela permet à la production de répondre efficacement aux demandes des clients tout en évitant la mise en lots. Heijunka minimise également les stocks, les coûts d'investissement, la main-d'œuvre et les délais de production tout au long de la chaîne de valeur.

Un exemple de heijunka est l'alternance entre la production de petits lots du produit A et du produit B, plutôt que la production de tout le produit A le matin et de tout le produit B l'après-midi.

Travail normalisé

Le travail standardisé est le principe qui consiste à établir des procédures précises pour fabriquer des produits corrects de la manière la plus sûre, la plus facile et la plus efficace possible, en s'appuyant sur les technologies actuelles. Le travail standardisé nécessite trois éléments : le temps de cycle, la séquence de travail et l'inventaire standard (ou stock en cours).

Le travail standardisé présente des avantages tels que la documentation des processus actuels pour toutes les équipes, la réduction de la variabilité, une formation plus facile pour les nouveaux opérateurs et la réduction des blessures et des tensions. La normalisation du travail pour les procédures fournit également une base pour Amélioration continue, car l'amélioration ne peut être véritablement mesurée qu'à partir de processus cohérents.

Kaizen

Le kaizen, qui se traduit par "changer quelque chose pour l'améliorer", est le concept de Amélioration continue. Grâce au kaizen, les fabricants améliorent continuellement les processus normalisés, l'équipement et d'autres procédures de production quotidiennes. Nous aborderons le kaizen en profondeur dans le prochain chapitre de ce guide.

Le concept de Amélioration continue est au cœur de la production allégée. C'est l'un des principes fondamentaux du TPS.

Amélioration continue est également connu sous le nom de "kaizen", qui se traduit par "changer quelque chose pour l'améliorer" en japonais. Les fabricants de produits allégés utilisent le kaizen pour aider à éliminer le gaspillage. Avec le kaizen, les fabricants améliorent continuellement les processus standardisés, l'équipement et d'autres procédures de production quotidiennes. Le kaizen est un exemple célèbre de TPS, où les employés sont tenus d'arrêter la chaîne de production en cas d'anomalie et, avec leurs supérieurs, de suggérer une amélioration.

Le kaizen est guidé par plusieurs principes, dont le principal est que de bons processus produisent de bons résultats :

Les améliorations sont basées sur de petits changements

Plutôt que d'attendre la mise en œuvre d'un changement majeur pour commencer à s'améliorer, il convient d'aborder le changement par petites étapes progressives. Cela permet d'accélérer le processus d'amélioration et de réduire les pressions liées à la mise en œuvre d'un changement majeur. En outre, les petits changements sont souvent moins coûteux et donc moins risqués.

À cette fin, l'identification et la résolution des causes profondes des problèmes constituent l'une des clés des améliorations progressives. Cela permet aux employés d'identifier et de contenir les petits problèmes avant qu'ils ne deviennent plus importants et plus coûteux à éliminer, et d'éviter que les mêmes problèmes ne se reproduisent.

Les améliorations doivent être mesurables, normalisées et reproductibles.

Dans le cadre du kaizen, il est important de "parler avec des données et de gérer avec des faits". Afin d'évaluer les améliorations de manière objective, les procédures existantes doivent être normalisées et documentées. La mesure des performances par rapport à des points de référence existants vous permet de démontrer que vos efforts en matière de kaizen ont porté leurs fruits ( ROI (retour sur investissement) ) et de maintenir l'alignement de l'entreprise sur l'amélioration. Elle vous permet également d'identifier les domaines dans lesquels vos efforts sont efficaces - ou non - afin de prendre des décisions stratégiques concernant les améliorations futures.

Responsabiliser les employés

Kaizen met l'accent sur la valeur des employés à tous les niveaux d'une organisation. Les employés les plus proches des problèmes sont les mieux armés pour les résoudre. En outre, le fait d'inciter les membres de l'équipe à identifier les problèmes et à suggérer des améliorations dans leur domaine de travail encourage un sentiment d'appropriation de leur travail, ce qui peut améliorer la motivation générale, le moral et la productivité. Former les employés et leur donner les moyens de se développer devrait faire partie du programme de votre entreprise Amélioration continue.

Amélioration continue Cycle et autres mises en œuvre

Selon John Shook, président-directeur général du Lean Enterprise Institute, le cycle Amélioration continue se compose de trois étapes : observation du lieu de travail, identification des problèmes et mise en œuvre des solutions.

Voici quelques-unes des techniques les plus courantes utilisées dans le cadre de la production allégée :

Cartographie de la chaîne de valeur

La cartographie des flux de valeur fait référence au processus d'identification et de représentation graphique des flux d'informations, de processus et de biens physiques tout au long de la chaîne d'approvisionnement, depuis le fournisseur de matières premières jusqu'à la possession du client. Outil de planification de base permettant d'identifier les gaspillages, de concevoir des solutions et de communiquer les concepts d'allégement.

Poka-Yoke

Le terme poka-yoke se réfère à l'expression "à l'épreuve des erreurs" ou "à l'épreuve des fautes" d'un processus. L'objectif du poka-yoke est d'empêcher que les défauts du produit n'atteignent les clients en attrapant, en corrigeant et en éliminant les erreurs à la source. En intégrant le poka-yoke en ligne, les erreurs sont soit évitées, soit détectées peu de temps après qu'elles se soient produites. Cela permet d'éviter que les produits défectueux n'atteignent la fin du processus. Il s'ensuit naturellement une meilleure qualité de production.

5S

Les 5S sont un cadre systématique pour l'organisation de l'espace de travail, fondé sur l'idée qu'un meilleur environnement de travail se traduit par de meilleures opérations, qui à leur tour conduisent à de meilleurs produits. Les 5S proposent cinq étapes clés pour maintenir un espace de travail efficace afin d'améliorer la qualité des produits : trier, mettre en ordre, faire briller, normaliser et maintenir.

Maintenance prédictive totale (TPM)

La maintenance prédictive totale propose des stratégies visant à créer un sentiment d'appartenance chez les employés et à assurer une maintenance autonome des équipements de production. Les stratégies de TPM comprennent la conception de produits pouvant être facilement fabriqués sur des machines existantes, la conception de machines facilitant les opérations, les changements et l'entretien, la formation des travailleurs à l'utilisation et à l'entretien des machines, l'achat de machines maximisant le potentiel productif et la conception d'un plan de maintenance préventive couvrant la durée de vie de la machine.

Gestion visuelle

La gestion visuelle consiste à rendre les informations sur les processus de production et les activités quotidiennes fondamentales visuellement disponibles de manière cohérente, opportune et régulière. Il est ainsi plus facile de déterminer l'état de la production et de mettre en évidence les anomalies, les déchets et les rebuts. Les tableaux kamishibai et kanban sont des exemples de gestion visuelle.

Les tableaux Kamishibai sont utilisés pour vérifier le kaizen dans les processus. Les tableaux Kamishibai modernes sont des contrôles visuels simples et flexibles permettant d'effectuer des mini-audits au sein d'un processus de fabrication. Lorsqu'ils sont utilisés correctement, ils constituent des outils puissants pour effectuer, gérer et contrôler des tâches spécifiques.

Le Kanban, qui se traduit par "carte" en japonais, est un dispositif de signalisation qui donne l'autorisation et l'instruction de produire ou de retirer des articles dans un système à flux tendu. Le Kanban visualise le flux de matériaux et d'informations dans un système, le plus souvent à l'aide de cartes Kanban.

Analyse des causes profondes

L'analyse des causes profondes est une méthode de résolution des problèmes qui vise à trouver la cause profonde du problème. Les méthodologies utilisées dans la production allégée comprennent le diagramme en arête de poisson (également connu sous le nom de diagramme d'Ishikawa) et les 5 pourquoi.

Gemba Walk

Une promenade gemba se définit comme une visite de l'atelier. Gemba est un terme japonais qui signifie "l'endroit réel". La "marche gemba" fait le lien entre la théorie et la pratique en amenant les dirigeants dans l'atelier pour observer les processus tels qu'ils se déroulent. Ce résultat est la définition de la "marche gemba".

Andon

Andon est un système qui informe la direction d'un problème de qualité ou de processus. Il s'agit souvent d'une pile lumineuse ou d'un autre signal vidéo ou audio qui avertit la direction d'un défaut, d'une pénurie ou d'autres problèmes.

Kitting

Le kitting consiste à organiser les composants et les pièces nécessaires à un processus avant de les livrer au point d'utilisation, afin de gagner du temps sur la chaîne de production. Le kitting permet de libérer de l'espace, de réduire les stocks et d'augmenter la productivité, améliorant ainsi l'efficacité du processus d'assemblage.

Si les méthodologies lean ont fait leurs preuves depuis des décennies, l'émergence de l'industrie 4.0 a donné naissance à de nouvelles technologies qui peuvent renforcer les stratégies lean traditionnelles.

Protection contre les erreurs et qualité à la source grâce à des capteurs et appareils intelligents

Les capteurs IIoT , les intégrations d'appareils et les logiciels de fabrication étant de plus en plus accessibles, il devient plus facile que jamais d'éviter les erreurs dans les processus de fabrication. Voici quelques exemples d'utilisation de capteurs et d'appareils intelligents pour garantir la qualité:

• Utilisez les systèmes Pick to Light pour éclairer le bon bac ou la pièce nécessaire au cours d'une étape du processus.
• Utiliser des faisceaux de rupture pour détecter si l'opérateur a atteint le bon bac et empêcher le processus de passer à l'étape suivante tant que la pièce correcte n'a pas été obtenue.
• Utiliser une balance numérique pour détecter si un produit pèse comme il le devrait et interrompre le processus si le poids ne répond pas aux exigences.
  
• Intégrer des outils tels que des tournevis dynamométriques et des pieds à coulisse pour effectuer des opérations répondant à des spécifications précises.
• Exiger que les produits soient soumis à des inspections par vision industrielle avant de les autoriser à poursuivre leur chemin sur la ligne.

Numérisation du travail standard

L'époque où l'on imprimait des dizaines de pages d'instructions de travail chaque fois que l'on mettait à jour un processus est révolue. Il existe de nombreuses options disponibles pour les logiciels d'instructions de travail numériques qui offrent une expérience nettement améliorée à l'opérateur. La numérisation des instructions de travail permet aux fabricants d'incorporer des éléments multimédias et de les intégrer aux outils et dispositifs IoT afin de rendre le travail standard plus efficace et plus attrayant pour les opérateurs. La numérisation du travail standard présente également l'avantage d'être hautement personnalisable et de permettre la mise à jour automatique des modifications dans l'ensemble de l'usine, garantissant ainsi que les instructions de travail sont toujours à jour.

Collecte des données

Nous avons déjà établi l'importance de "parler avec des données et gérer avec des faits" dans la production allégée. Après tout, la mesure des performances par rapport aux points de référence existants est le seul moyen sûr de démontrer que vos efforts en matière de production allégée ont porté leurs fruits ( ROI (retour sur investissement) ). L'un des principaux avantages du site de fabrication transformation numérique est la capacité de collecter automatiquement des données à partir des machines, des outils, des opérateurs et des processus. L'intégration des outils et du matériel IoT (Internet des objets) aux logiciels de fabrication permet aux fabricants d'obtenir une vision précise des mesures de production et de qualité telles que le taux de production, le taux de défauts et de rebuts ainsi que les causes des défauts, et de la synchronisation des processus tels que les temps de cycle des processus et des étapes.