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

Aperçu de la fabrication agile

L'industrie manufacturière évolue. Rapidement. Appelez-la Industrie 4.0, la quatrième révolution industrielle ou le nouveau statu quo, mais le fait reste le même : l'industrie manufacturière connaît une ère d'accélération.

Pour rester dans la course, les fabricants doivent adopter une approche favorable au changement.

Cette approche est de plus en plus souvent de type agile. Dans tous les secteurs et toutes les branches, les fabricants appliquent des méthodes agiles pour accélérer la création de valeur et accroître la résilience en période de perturbation. Initialement conçue pour le développement de logiciels, la méthode Agile permet aux fabricants d'exploiter un taux 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 présentera la fabrication agile. Nous passerons en revue l'historique, approfondirons chacun des principes et donnerons des conseils concrets sur la manière d'adopter cette méthode de travail dans votre atelier.

Quatre changements majeurs dans le paysage industriel ont rendu les méthodes agiles nécessaires.

1. Un environnement en évolution rapide - 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. Prenez par exemple la perturbation la plus récente, celle 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. Développement technologique constant - De nouvelles technologies apparaissent chaque jour, et l'industrie manufacturière s'adapte à l'ère numérique. À l'avenir, les fabricants ressentiront les effets des nouvelles technologies de manière inattendue. Selon un rapport publié par McKinsey, l'industrie manufacturière connaîtra plus de bouleversements au cours des cinq prochaines années (2019 - 2024) qu'au cours des vingt dernières années combinées.

3. Transformation de la main-d'œuvre - En raison des faibles taux de chômage et de la pénurie persistante de compétences, les fabricants ont du mal à recruter des travailleurs qualifiés. Les recherches menées par Deloitte montrent que ce déficit de compétences pourrait laisser plus de deux millions de postes vacants dans l'industrie manufacturière entre 2018 et 2028.

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 son sens et de ses principes réels. Remontons dans le temps et rappelons l'évolution de cette approche désormais célèbre.

4. Un meilleur accès à l'information - Les usines connectées produisent des données à une échelle sans précédent. Les données permettront des avancées telles que la maintenance prédictive et l'optimisation de la chaîne d'approvisionnement. Les entreprises pourront agir sur les données en temps réel à tous les niveaux. Les cadres supérieurs pourront 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. Enfin, les cadres intéressés par les performances des fabricants sous contrat 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 son sens et de ses principes réels. Remontons dans le temps et rappelons l'évolution de cette approche désormais célèbre.

Le mouvement Agile est né en 2001, lorsque dix-sept développeurs de logiciels se sont réunis dans un chalet de ski dans 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 de la cascade comporte de nombreux pièges.

En premier lieu, le modèle en cascade décourage les changements de cap jusqu'à la fin du cycle de développement. Parce qu'il privilégie la progression, le modèle en cascade retarde l'intégration du retour d'information, rend difficile l'adaptation à l'évolution des besoins et ralentit la production, car les ingénieurs se donnent beaucoup de mal pour éviter les erreurs.

Nichés dans les montagnes Rocheuses, les développeurs de logiciels ont commencé à envisager un modèle alternatif et flexible. Ils ont mis sur papier ce qui allait être connu sous le nom de Manifeste Agile. Exposant quatre valeurs et douze principes, le manifeste allait révolutionner le secteur de l'ingénierie logicielle et le monde des affaires dans son ensemble.

Certains éléments clés du Manifeste Agile ont jeté les bases de la méthodologie Agile.

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

• Ils doivent s'efforcer d'entretenir une conversation permanente avec les clients.

• Ils doivent modifier leur produit ou service en fonction du retour d'information 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 permet de réduire les coûts et les délais de mise sur le marché. Elle accroît également la collaboration interfonctionnelle, la croissance du chiffre d'affaires et la satisfaction des clients. L'approche Agile réduit également les risques, car les équipes prennent de multiples décisions à faible enjeu plutôt qu'une seule décision importante 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. Il ne faut toutefois pas les confondre. D'une part, la production allégée vise à accroître l'efficacité en réduisant le gaspillage. D'autre part, la fabrication agile vise à accroître l'efficacité par une résolution flexible et parallèle des problèmes.

Bien que 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 des éléments de valeur plus petits est au cœur de la fabrication agile. Plutôt que d'essayer de concevoir un produit unique et parfait en une seule fois, l'objectif est de produire rapidement plusieurs versions. Chaque itération, avec ses défauts et ses points forts, révèle de nouvelles idées qui permettent d'améliorer le processus. Au fur et à mesure que le processus s'améliore, chaque nouvelle version du produit surpasse la précédente.

Pourquoi cette méthode incrémentale et itérative donne-t-elle de meilleurs résultats ? 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. La flexibilité

Selon McKinsey, "la volatilité augmente et fait des ravages. Qu'il s'agisse des fluctuations croissantes de la demande, des taux de main-d'œuvre et des prix des intrants, ou d'événements perturbateurs tels que 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 pour faire face à la volatilité croissante."

Pour 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 en cas de perturbations externes. Les fabricants agiles sont conscients que les facteurs environnementaux - économiques, politiques, environnementaux, sociaux, technologiques - les obligent à rester constamment sur le qui-vive. Ils veillent à ce que chaque composante de leur système puisse évoluer organiquement et s'adapter aux changements.

3. De bas en haut

Pendant des décennies, les objectifs et les directives ont été transmis 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 échelons supérieurs d'une entreprise. Cependant, elle a un coût. Les employés du bas de l'échelle 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 transparente entre toutes les strates de l'entreprise. Grâce à cette approche, les directeurs et les cadres donnent la parole aux opérateurs et aux ouvriers. 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 d'entreprise 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 se comprend mieux 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, accroît 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 aux erreurs humaines dans les usines. Pourtant, l'automatisation est également coûteuse, difficile à entretenir et peu flexible.

La fabrication agile soutient que les humains sont 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 réussir la mise en œuvre de la fabrication agile, les fabricants doivent appliquer ses principes et encourager certains changements au sein de 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 le biais de 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 puissent s'approprier leur travail. Les dirigeants d'une organisation agile ne dirigent pas leurs employés, mais leur fournissent des outils pour qu'ils puissent obtenir des résultats par eux-mêmes.

Ces équipes Agile autonomes sont orientées vers la réalisation d'objectifs. Après avoir fixé leurs objectifs et décidé de la manière de les atteindre, les équipes sont tenues responsables de leurs progrès. Même si différentes équipes travaillent sur des objectifs différents, il existe une cohésion à l'échelle de l'organisation : tous les objectifs s'inscrivent dans une finalité 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 accroît également la productivité : lorsque les employés travaillent dans un but précis, 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 la finalité alimente les gens et stimule la motivation et l'engagement.

2. Réseau d'équipes

Les équipes revêtent une grande importance dans les organisations agiles. La responsabilité, la transparence et la collaboration sont essentielles 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, de manière à ce que les membres puissent obtenir des connaissances et des points de vue d'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 performantes.

Afin d'itérer plus rapidement, les équipes agiles travaillent sur des objectifs concrets sur des périodes courtes et prédéterminées. Les objectifs et le calendrier sont tous deux 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 travailler rapidement par itération.

4. La technologie

La technologie est essentielle à toutes les pierres angulaires de la fabrication agile. Sans les technologies appropriées, 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 lancer rapidement de nouvelles solutions et de nouveaux produits ; et les instructions de travail numériques interactives, qui permettent d'actualiser facilement les compétences des employés.

Mais l'agilité ne consiste pas à adopter des technologies qui résolvent tout. Il s'agit plutôt de trouver les bonnes technologies pour améliorer les processus, les travailleurs et les produits qui leur sont propres.

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

Afin d'évoluer 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 rotations rapides sont essentiels. Pour suivre une approche ascendante, les fabricants agiles accordent plus de confiance et de pouvoir à leurs travailleurs. Pour renforcer leurs effectifs, ils les dotent des outils et de la formation appropriés.

Examinons quelques exemples de technologies habilitantes en action.

Utiliser les 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 des milliers de commandes personnalisées chaque jour, et chacune d'entre elles nécessite une combinaison de kitting très spécifique. En raison de la grande variabilité de leur processus de kitting, les associés doivent suivre six mois de formation et d'observation avant de pouvoir entrer en production.

Afin de minimiser les erreurs et de former avec une plus grande 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 de processus principaux de rationaliser la formation des nouveaux opérateurs.

En suivant les instructions détaillées de leurs applications Tulip , les nouveaux opérateurs s'auto-apprennent et acquièrent 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 kitting différentes dans le cadre de ses activités. En équipant les travailleurs du bon outil d'instructions de travail, Dentsply a pu réduire les coûts de formation et les erreurs humaines afin d'améliorer les capacités des travailleurs.

Utilisation de Vision par ordinateur pour renforcer les opérateurs

Vision par ordinateur peuvent aider les opérateurs tout au long du 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 nécessaires.

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

DMG MORI a intégré Tulip's Light Kit avec Vision pour des opérations guidées sur Pick to Light . Contrairement aux capteurs à faisceau de rupture, Vision détecte facilement les changements au niveau de 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.

Avec Vision par ordinateur, les fabricants peuvent fournir une gamme de produits beaucoup plus large sans sacrifier la productivité ou la qualité. Lorsqu'ils sont utilisés pour assister les opérateurs en ligne, les systèmesVision 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 d'omettre ou de mal exécuter certaines étapes. Grâce à l'assistance de Vision par ordinateur pour les tâches cognitives, les opérateurs peuvent se concentrer davantage sur la résolution de problèmes et l'innovation.

Suivi numérique du site données de production pour améliorer la qualité des assemblages à forte mixité

Magic Tilt est un fabricant de remorques en aluminium et en acier galvanisé conçues pour les applications en eau salée. Comme il s'agit d'un atelier à forte mixité et à grand volume, il ne propose pas de produits "standard". Chaque remorque diffère par sa taille et sa configuration et les pièces nécessaires peuvent varier d'une commande à l'autre.

Par conséquent, lorsqu'ils recevaient des commandes de pièces ou des réparations, les membres de l'équipe avaient du mal à fouiller dans des centaines de documents papier pour trouver les spécifications exactes de la remorque. Ils devaient soit créer 2 ou 3 pièces jusqu'à ce qu'elles soient parfaitement exactes, soit demander à leurs clients d'envoyer eux-mêmes les mesures exactes.

Depuis qu'il a intégré le site numérique Suivi de 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 correctement dès la première fois, ce qui lui permet d'économiser sur les frais de rebut et 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 amorties personnalisées par jour, avec 90 opérateurs et 400 travailleurs répartis sur 36 lignes d'assemblage.

Malgré la taille de leurs 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 ont tenté de réaliser des études de temps et d'autres analyses, mais leur collecte manuelle de données n'a pas pu suivre le rythme et les exigences des opérations. Cette situation empêchait les chaînes de production d'améliorer leurs processus.

En collectant des données en temps réel par le biais de l'application Tulip , les ingénieurs principaux de processus sont désormais en mesure d'accroître la visibilité de la production grâce à la collecte automatique de données. En l'espace de quelques jours, ils ont pu commencer à recueillir des données granulaires telles que les temps de cycle en temps réel. Ces données leur ont permis d'identifier les opérateurs dont les temps de cycle sont supérieurs ou inférieurs à la moyenne, ainsi que les lignes d'assemblage qui nécessitent une attention ou une correction immédiate. Grâce à ces informations, Tulip peut désormais fournir un retour d'information ciblé en temps réel aux opérateurs et prendre des décisions fondées sur des données en temps réel pour résoudre les goulets d'étranglement de la production.

Utiliser l'impression 3D pour accélérer le prototypage

Les imprimantes 3D ont le potentiel d'accélérer considérablement la conception et le prototypage. Les cycles itératifs deviennent plus courts 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 le cadre d'un processus qui peut prendre des mois. Ils sont simplement imprimés et testés immédiatement. Les produits sont ainsi testés tôt et souvent, et des améliorations sont apportées à chaque version. 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 à l'évolution des demandes 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. Toutefois, ce n'est qu'au cours des dernières années que les technologies permettant l'agilité dans le secteur manufacturier sont apparues. Aujourd'hui, les entreprises manufacturières disposent d'un potentiel prometteur pour rejoindre la révolution numérique et laisser le passé derrière elles.