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Le guide complet de la production allégée

Découvrez comment les fabricants utilisent les nouvelles technologies de l'industrie 4.0 pour renforcer les pratiques traditionnelles de production allégée.

Chapitre 1 : Qu'est-ce que la production allégée ?

Définition de la production allégée

La production allégée est un cadre systématique permettant d'éliminer les déchets d'un système de fabrication, ou flux 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 démarche Lean consiste à donner aux personnes à tous les niveaux d'une organisation les moyens d'identifier et d'éliminer les gaspillages afin d'augmenter continuellement la valeur fournie aux clients.

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

Les 8 gaspillages de la production allégée

Dans le cadre de la production allégée, la "valeur" est définie comme toute action ou tout processus pour lequel un client serait prêt à payer. Quant au "gaspillage", il est défini comme tout ce qui n'ajoute pas de valeur à un produit, ou comme un coût sans avantage. Les praticiens du Lean s'accordent généralement sur 7 déchets, qui sont dérivés de la mentalité du juste à temps pour réduire les coûts et augmenter la valeur:

- Surproduction: produire plus, plus tôt ou plus vite que ce qui est requis par le processus suivant ou le client.
- L'attente: les opérateurs restent inactifs pendant que les machines tournent, que les équipements tombent 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 supérieur au minimum nécessaire de matières premières, de pièces, de travaux en cours (TEC) et de produits finis.
- Mouvement: mouvements effectués par des opérateurs ou des machines au-delà de ce qui est nécessaire.
- Défauts: temps et effort consacrés à la correction et à l'inspection des retouches et des déchets.

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Les 8 gaspillages de la production allégée : transport, inventaire, mouvement, attente, surproduction, surtraitement, défauts et talents inutilisés.

Certains praticiens de la gestion allégée incluent un 8ème type de gaspillage: le talent inutilisé. Alors que les 7 premiers gaspillages sont directement liés aux processus de fabrication, le gaspillage des talents inutilisés est spécifique à la gestion de la fabrication. N'oubliez pas que la production allégée est axée sur les humains ; sans les humains, il n'y a pas de culture allégée.

Le cycle de fabrication allégée

Le Lean Enterprise Institute propose un cycle en 5 étapes pour la mise en œuvre de la production allégée :

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Le Lean Enterprise Institute a établi un cycle en 5 étapes pour la mise en œuvre du Lean.
  1. Spécifier 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. Faites en sorte que les étapes créatrices de valeur se déroulent dans un ordre précis afin que le produit soit acheminé sans heurts vers le client.
  4. Lorsque le flux est introduit, laissez les clients tirer la valeur de l'activité suivante en amont.
  5. Lorsque la valeur est spécifiée, que les flux de valeur sont identifiés, que les étapes inutiles sont supprimées et que le flux et l'attraction sont introduits, recommencez le processus et poursuivez-le jusqu'à atteindre un état de perfection dans lequel une valeur parfaite est créée sans gaspillage.

Penser avec la philosophie Lean

Pour atteindre cet objectif, les organisations mettent en œuvre la pensée Lean à la fois dans leurs philosophies de gestion et de production. Selon le 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 à travers des flux de valeur entiers qui circulent horizontalement à travers 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. La pensée allégée est tout aussi importante que la mise en œuvre technique pour réaliser une opération allégée. Il existe une variété 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 tendre vers une opération parfaite, sans déchets.

Chapitre 2 : Histoire du Lean

Les premiers concepts Lean

Les principes fondamentaux de la production au plus juste remontent à Benjamin Franklin, qui a documenté des exemples de réduction des déchets dans ses expériences au milieu du XVIIe siècle. Il a préfiguré le principe de la production au plus juste, qui consiste à éviter les coûts, dans le célèbre adage aujourd'hui connu sous le nom de "un penny économisé est un penny gagné" dans l'Almanach du pauvre Richard: "Un penny économisé est deux pence clair. Une épingle par jour est un groat par an. Économisez et ayez."

Franklin a également mis en garde contre la tenue de stocks inutiles, écrivant dans The Way to Wealth: " Vous les appelez des marchandises ; mais, si vous n'y prenez garde, elles se révéleront des maux pour certains d'entre vous. Vous vous attendez à ce qu'elles soient vendues à bas prix, et, peut-être, elles peuvent [être achetées] à un prix inférieur à celui qu'elles coûtent ; mais, si vous n'en avez pas l'occasion, elles doivent vous être chères."

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:

"Et chaque fois qu'un ouvrier propose une amélioration, la politique de la direction devrait être de faire une analyse minutieuse de la nouvelle méthode, et si nécessaire de mener une série d'expériences pour déterminer avec précision le mérite relatif 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 développé son système de fabrication par assemblage de masse, qui reconnaissait et évitait le gaspillage de matériaux et de mouvements, avec un grand succès.

Dans son autobiographie My Life and Work, Ford résume la production allégée en une phrase : "Nous ne mettrons pas dans notre établissement ce qui est inutile".

La 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. Training Within Industry se composait de quatre programmes de base :

- L'instruction sur le travail (JI), qui enseigne une méthode pour apprendre à un opérateur comment exécuter un processus correctement, en toute sécurité et consciencieusement.
- Les relations professionnelles (JR), qui enseignent les bases de l'établissement de relations positives avec les employés, l'augmentation de la coopération et de la motivation, et la résolution efficace des conflits.
- Les méthodes de travail (JM), qui enseignent aux employés à évaluer leur travail et à proposer des améliorations.
- Développement de programmes (PD), qui apprend aux responsables de la formation à aider les supérieurs hiérarchiques à résoudre les 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 au sein de l'industrie.

Le système de production Toyota

Fortement influencé par la formation en entreprise, qui s'est répandue au Japon après la fin de la Seconde Guerre mondiale, le système de production Toyota (TPS) a été développé 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'elle connaît aujourd'hui.

Le TPS repose sur deux grands piliers conceptuels : le juste-à-temps, qui consiste à ne produire que ce qui est nécessaire, uniquement au moment où cela est nécessaire et uniquement dans la quantité nécessaire, et le jidoka, qui est le concept d'"automatisation avec une touche humaine". L'objectif principal de TPS est d'éliminer les gaspillages ("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
- Ajouter de la valeur à l'organisation en développant votre personnel et vos partenaires.
- La résolution continue des problèmes fondamentaux favorise l'apprentissage organisationnel.

Évolution du Lean

Bien que la production allégée ait été influencée et ait évolué au fil des décennies, elle est largement basée sur le système de production Toyota (TPS). Le terme "lean" a été inventé par John Krafcik en 1988 dans son article "Triumph of the Lean Production System", basé sur son expérience en tant qu'ingénieur qualité dans l'entreprise Toyota-GM NUMMI en Californie. Le TPS est rapidement devenu très connu grâce à la publication du livre de James P. Womack, Arthur Roos et Daniel Jones, basé sur les recherches de Krafcik, intitulé The Machine That Changed the World.

Chapitre 3 : Les principes de la production allégée

Les principes suivants sous-tendent les techniques de mise en œuvre de la production allégée :

Production juste à temps

La productionjuste à temps (JAT) fait référence à un système de production qui fabrique et livre ce qui est nécessaire, juste au moment où cela est nécessaire, et juste dans la quantité nécessaire. Le juste-à-temps est composé de trois éléments : le temps de cycle, le flux continu et le système en flux tiré.

Letemps de cycle fait référence à 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 temps de cycle est calculé en divisant le temps de travail disponible par équipe par le taux de demande des clients par équipe. Produire en fonction du temps de cycle signifie qu'un système de fabrication est capable de répondre rapidement aux problèmes, d'éliminer les causes de temps d'arrêt non planifié et de réduire le temps de changement.

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Le Takt time 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.

Leflux continu consiste à produire et à déplacer un article à la fois (ou un petit lot constant) pour respecter le temps de cycle. Chaque article passe immédiatement d'une étape du processus à la suivante, sans aucune perte de temps (ou tout autre gaspillage) entre les deux.

Le flux continu a été mis au point par le 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 de montage elle-même ; la disposition des machines de manière à ce que les pièces puissent circuler sans problème entre les tâches ; et la garantie que le taux de fabrication des pièces correspond au taux de consommation des pièces dans l'assemblage final.

Lesystème tiré consiste à organiser tous les processus de la séquence de production en un flux unique et régulier basé sur le taux de vente. Fondamentalement, la demande des 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 de rendre le travail plus efficace, car les opérateurs sont libérés pour effectuer des tâches qui créent de la valeur plutôt que de surveiller les machines pour prévenir 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 au bon moment. Cette invention a permis aux opérateurs d'effectuer un travail plus créateur de valeur plutôt que de surveiller les métiers à tisser. Le concept de conception de machines qui s'arrêtent automatiquement en cas de problème et qui attirent l'attention sur les problèmes est finalement devenu un élément crucial de chaque processus chez Toyota.

Heijunka (production à niveau)

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 les lots. L'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 consiste à alterner la production de petits lots du produit A et du produit B plutôt que de produire tout le produit A le matin et tout le produit B l'après-midi.

Travail standardisé

Letravail normalisé 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 se basant 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 de fabrication).

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

Kaizen

Lekaizen, qui se traduit par "changer quelque chose pour le mieux", est le concept d'amélioration continue. Avec le kaizen, les fabricants améliorent continuellement les processus standardisés, les équipements et autres procédures de production quotidiennes. Nous aborderons le kaizen en profondeur dans le prochain chapitre de ce guide.

Chapitre quatre : Une vue d'ensemble du Kaizen

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

L'amélioration continue est également connue sous le nom de "kaizen", qui se traduit par "changer quelque chose pour le mieux" en japonais. Les fabricants Lean utilisent le kaizen pour aider à éliminer le gaspillage. Avec le kaizen, les fabricants améliorent continuellement les processus standardisés, les équipements et les autres procédures de production quotidiennes. Le kaizen est célèbre dans le TPS, où les employés sont tenus d'arrêter la ligne si une anomalie se produit et, avec leurs superviseurs, de suggérer une amélioration.

Le Kaizen est guidé par plusieurs principes, dont le plus important est que de bons processus créent 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 faut aborder le changement par petites étapes progressives. Cela permet d'accélérer l'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'une des clés des améliorations progressives consiste à identifier et à résoudre les causes profondes des problèmes. Cela permet aux employés de détecter et de contenir les petits problèmes avant qu'ils ne deviennent plus importants et plus coûteux à éliminer, et cela empêche les mêmes problèmes de se reproduire.

Les améliorations doivent être mesurables, standardisées et reproductibles.

Dans le kaizen, il est important de "parler avec des données et de gérer avec des faits". Afin d'évaluer objectivement les améliorations, les procédures existantes doivent être normalisées et documentées. Mesurer les performances par rapport à des repères existants vous permet de démontrer le retour sur investissement de vos efforts kaizen et de maintenir l'entreprise dans une logique d'amélioration. Elle vous permet également d'identifier les domaines dans lesquels vos efforts sont efficaces - ou non - afin que vous puissiez prendre des décisions stratégiques sur les améliorations futures.

Responsabiliser les employés

Le Kaizen met l'accent sur la valeur des employés à tous les niveaux d'une organisation. Les employés qui sont les plus proches du problème sont les mieux équipés pour le résoudre. De plus, en incitant les membres de l'équipe à identifier les problèmes et à suggérer des améliorations dans leurs domaines de travail, on encourage un sentiment d'appropriation de leur travail, ce qui peut améliorer la motivation générale, le moral et la productivité. La formation et l'habilitation des employés à se développer devraient faire partie de l'amélioration continue de votre entreprise.

Cycle d'amélioration continue et autres mises en œuvre

Selon John Shook, président et directeur général du Lean Enterprise Institute, le cycle d'amélioration continue se compose de trois étapes : observer le lieu de travail, identifier les problèmes et mettre en œuvre des solutions.

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Le cycle d'amélioration continue de John Shook se compose de 3 étapes : observer le lieu de travail, identifier les problèmes et mettre en œuvre des solutions.

Chapitre cinq : Outils de production allégée

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

Cartographie de la chaîne de valeur

Lacartographie de la chaîne de valeur fait référence au processus d'identification et de cartographie des flux d'informations, de processus et de biens physiques tout au long de la chaîne d'approvisionnement, du fournisseur de matières premières à la possession du client. Outil de planification de base pour l'identification des gaspillages, la conception de solutions et la communication des concepts lean.

Poka-Yoke

LePoka-Yoke fait référence à la "prévention des erreurs" ou à la "protection contre les erreurs" d'un processus. L'objectif du poka-yoke est d'empêcher les défauts du produit d'atteindre les clients en attrapant, corrigeant et 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 empêche les produits défectueux d'arriver à la fin du processus. Il s'ensuit naturellement une meilleure qualité de la production.

5S

5S est un cadre systématique pour l'organisation de l'espace de travail basé sur l'idée qu'un meilleur environnement de travail entraîne de meilleures opérations, qui à leur tour conduisent à de meilleurs produits. 5S propose cinq étapes clés pour maintenir un espace de travail efficace afin d'améliorer la qualité des produits : trier, mettre en ordre, faire briller, standardiser et maintenir.

Maintenance prédictive totale (TPM)

La maintenance prédictive totale (TPM) fournit des stratégies pour créer une appropriation par les employés et une maintenance autonome des équipements de production. Les stratégies TPM comprennent la conception de produits qui peuvent être facilement fabriqués sur des machines existantes, la conception de machines pour faciliter les opérations, les changements et l'entretien, la formation des travailleurs à l'utilisation et à l'entretien des machines, l'achat de machines qui maximisent le potentiel productif et la conception d'un plan d'entretien préventif qui couvre la durée de vie de la machine.

Management visuel

Lemanagement visuel 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 exemples de management visuel comprennent les tableaux kamishibai et le kanban.

Lestableaux 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 dans un processus de fabrication. Lorsqu'ils sont utilisés correctement, ils constituent des outils puissants pour effectuer, gérer et auditer des tâches spécifiques.

Kanban, qui se traduit par "carte" en japonais, est un dispositif de signalisation qui donne l'autorisation et l'instruction pour la production ou le retrait d'articles dans un système tiré. 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.

Marche Gemba

Une promenade gemba est définie comme une visite de l'atelier. Gemba est un terme japonais qui signifie "l'endroit réel". Le "gemba walk" jette un pont 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 du "gemba walk".

Andon

Andon est un système qui informe la direction d'un problème de qualité ou de processus. Cela se fait souvent à l'aide d'une pile lumineuse ou d'un autre signal vidéo ou audio qui alerte la direction d'un défaut, d'une pénurie ou d'autres problèmes.

Kitting

Lekitting est le processus qui 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 ligne de production. Le kitting peut aider à libérer de l'espace, à réduire les stocks et à augmenter la productivité, améliorant ainsi l'efficacité du processus d'assemblage.

Chapitre 6 : La production allégée à l'ère de l'industrie 4.0

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 augmenter les stratégies lean traditionnelles.

Protection contre les erreurs et qualité à la source grâce aux capteurs et dispositifs intelligents.

À mesure que les capteursIIoT, les intégrations de dispositifs et les logiciels de fabrication deviennent plus accessibles, il devient plus facile que jamais de mettre les processus de fabrication à l'épreuve des erreurs. Voici quelques exemples d'utilisation de capteurs et de dispositifs intelligents pour garantir la qualité:

  • Utiliser des systèmes pick-to-light pour éclairer le bon bac ou la bonne pièce nécessaire pendant une étape du processus.
  • Utilisez des faisceaux de rupture pour détecter si l'opérateur a mis la main dans le bon bac et empêcher le processus de passer à l'étape suivante tant que la bonne pièce n'est pas obtenue.
  • utiliser une balance numérique pour détecter si le poids d'un produit est correct et arrêter le processus si le poids n'est pas conforme aux exigences.
  • Intégrer des outils tels que des tournevis dynamométriques et des pieds à coulisse pour effectuer des opérations selon des spécifications exactes.
  • exiger que les produits passent des inspections par vision industrielle avant de les autoriser à poursuivre la chaîne de production

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 pour l'opérateur. La numérisation des instructions de travail permet aux fabricants d'incorporer des éléments multimédias et de s'intégrer aux outils et dispositifs IoT pour rendre le travail standard plus efficace et plus engageant pour les opérateurs. La numérisation des travaux standard présente également l'avantage d'être hautement personnalisable et de permettre la mise à jour automatique des modifications dans toute une usine, ce qui garantit que les instructions de travail sont toujours à jour.

Collecte de 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 références existantes est le seul moyen sûr de démontrer le retour sur investissement de vos efforts en matière de production allégée. L'un des principaux avantages de la transformation numérique de la fabrication est la possibilité de collecter automatiquement les données 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 paramètres de production et de qualité, tels 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.

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