L'ordonnancement « Total Productive Kanban » : Synthèse de dix ...

Yves MILLE,Directeur Général, GOPAL International

Gadget d’atelier, système d’ordonnancement incomplet, empirisme de mise enœuvre, incompatibilité avec les systèmes MRP… : Fallait-il condamner et abandon-ner la méthode Kanban ? Fallait-il au contraire chercher une autre voie plusconforme au vécu et résultats obtenus de TOYOTA ? C’est cette voie choisie en 1986qui a permis d’aboutir au « Total Productive Kanban ». La synthèse présentées’appuie sur plusieurs centaines d’applications concrètes balayant une grandediversité de technologies. Elle évoque l’historique, les points-clés de la méthode,les résultats obtenus et la cohabitation avec les systèmes ERP.

Une concurrence accrue des entreprisesindustrielles est apparue dans les années75-80, d’abord dans l’Automobile, puis dansles années qui suivirent dans l’AviationCivile, l’Electronique, l’Electro-Ménager,etc.

Après une période dominée par les méthodesintroduites par Shigeo SHINGO (cinq zéros,flux tendus,…), le rapport du MassachussetsInstitute of Technology (MIT) a constaté en1988 le maintien des écarts de productivitéentre l’Industrie Automobile occidentale etles meilleurs Japonais.

De cette prise de conscience d’une compré-hension insuffisante du cheminement suivipar TOYOTA est né progressivementl’ordonnancement « Total Productive Kan-ban ».

C’est l’objet du présent article qui, après avoirrappelé les limites respectives des méthodesd’ordonnancement classique calculé et duKanban classique, présentera les fonde-ments du système d’ordonnancement complet

« Total Productive Kanban » et les résultatsqu’il a permis d’obtenir sur plusieurs centai-nes d’applications réalisées en douze années.Il présentera également les nouveaux outilsde gestion d’atelier intégrant d’une part, lavisibilité offerte par les tableaux d’ordonnan-cement et d’autre part, la décomposition ana-lytique des stocks.

L’adoption de ce nouvel outil d’ordon-nancement véritablement décentralisé, ajoutéà ceux plus connus relatifs à la Qualité Totale(Autocontrôle et MSP), la « Total ProductiveMaintenance » (automaintenance, etc.), laFlexibilité (changement d’outils rapides[SMED], polyvalence,…) conduira à l’accé-lération des actions de progrès continu réali-sées par les équipes autonomes.

A la recherche de la compétitivitéet du « modèle » japonais(1975-1985)

En 1987, un spécialiste américain (1) avaitrésumé comme suit les conclusions des voya-

Logistique & Management

Vol. 6 – N°2, 1998 45

L’ordonnancement« Total Productive Kanban » :Synthèse de dix annéesd’expériences vécues

ges d’études effectués au Japon par les Indus-triels de l’Automobile américaine :

� La productivité à la « Japonaise » n’est pasliée à des facteurs socio-culturels.

� Les concepts sont simples.

� La mise en œuvre est difficile.

� Les mot-clés sont « Qualité » et « Travail »sur le processus.

� Les vues sont à long terme et non à courtterme.

� L’implication de l’opérateur de base dansle cadre d’une Direction Participative estessentielle ainsi que la construction d’unpartenariat avec les Fournisseurs.

Cette formule résumait bien l’état d’esprit desindustriels occidentaux 10 années environaprès le « choc japonais » qui avait conduit lesentreprises occidentales à constater l’exis-tence d’un écart de productivité de 30 à 50 %avec les meilleurs constructeurs automobilesjaponais…

C’est la grande période du « 5 zéros » et desflux tendus promue par Shigeo Shingo, Ingé-nieur Consultant chez TOYOTA. Dans cettedémarche, la mise en place du Kanbann’intervient qu’en dernier lieu…(2, 3, 4). Enclair, il faudrait être proche du zéro panne, duzéro défaut et être très avancé au niveau duchangement d’outil rapide (SMED) et de lasegmentation en petits lots pour appliquer lesystème Kanban.

Néanmoins, dans toute cette période et sansforcément qu’il y ait eu un lien significatifavec les méthodes japonaises, un effort parti-culièrement important a été réalisé pourréduire les stocks et en-cours, souvent diviséspar un ordre de grandeur de 3 à 5 sur unepériode de 5 ans : ainsi un besoin aigu de tréso-rerie durant la période de 1980 à 1985 a pu êtrecomblé…

De très gros efforts ont en effet été déployés àcette époque pour promouvoir les systèmes degestion de production informatisés et lesméthodes MRP I et MRP II. Par ailleurs, leJuste-à-Temps tel qu’il a été conçu par TaïchiOHNO est encore loin d’être assimilé et nefait l’objet que de comparaisons très superfi-cielles et confuses avec les systèmes MRP(cf. par exemple 5).

En 1985, des progrès sont constatés, surtoutau niveau des stocks, mais en matière de pro-ductivité, on est loin des 30 à 50 % attendus etcela malgré une accélération de la robotisa-tion… : l’étude MIT qui compare les perfor-

mances mesurées en 1988 des principauxconstructeurs constate qu’en dépit d’une amé-lioration significative, l’écart entre les meil-leurs Japonais et les principaux occidentauxn’a pas été significativement réduit…(7)

Quels outils d’ordonnancementet de planification ?

L’outil de planification vise à préparer à longterme, puis moyen terme et court terme (PlanDirecteur de Production (PDP)) l’outil de pro-duction par l’exploitation de prévisions :charges prévisionnelles (installations et per-sonnel), détection des goulots capacitaires,actualisation des niveaux de stocks, expres-sions de besoins prévisionnels ou fermesenvoyés aux fournisseurs, etc.

L’outil d’ordonnancement met à dispositionde l’outil de production et des fournisseurs desordres exécutoires classés par priorités, à prio-ri non négociables.

Les méthodes MRP : limites et critiques

L’adoption des systèmes MRP1 et MRP2 apermis et permettra encore à de nombreusesentreprises de progresser dans la maîtrise deleur planification et de leurs résultats.

Toutefois, certaines limites de ces systèmes nepeuvent être ignorées.

Définition du Juste-à-Temps et limites des sys-tèmes d’ordonnancement calculés (MRP,OPT…)

La définition bien connue du Juste-à-Tempspeut être résumée comme suit : « Produitvoulu en quantité voulue en temps vouluà l’emplacement voulu ». L’objectif estd’assurer la satisfaction du client à chaqueétape de production.

L’explication précise de l’expression « quanti-té voulue » permet d’avoir une compréhensionplus précise des différences les plus importan-tes existant entre les systèmes MRP et Kan-ban :

� Dans le premier cas, les quantités vouluessont le résultat de calculs :

Aussi pour un système de programmationjournalier, les quantités à livrer sont calculéeschaque jour avec des hypothèses moyennes etla prise en compte des commandes des clients.

Pour déterminer les quantités à produire ou àlivrer, un système d’ordonnancement calculéne peut que relier entre elles les valeursmoyennes calculées sur la base des paramè-


46 Vol. 6 – N°2, 1998

tres moyens (rebuts-retouches, durée des pan-nes et de préparation, temps-cyles...).

Pour une ligne de presse par exemple, les duréesjournalières de pannes peuvent être en moyenned’une heure ; mais combien de temps cette lignesera-t-elle en panne demain ? Cela peut être aus-si bien un quart d’heure que deux heures.

C’est la limite du système calculé MRP : lesestimations moyennes ne correspondent ja-mais à la réalité du moment.

Il en résulte l’existence systématique de cequ’on appelle un « système réclamation » :c’est une course permanente nécessaire pours’adapter à l’écart entre les valeurs moyenneset réelles. Des corrections de stocks, desdéplacements d’opérateurs, des modificationsde programmation doivent ensuite être effec-tués pour pouvoir produire et livrer chaque jourles quantités demandées. Tout cela génèreensuite des surcoûts indirects et gaspillages.

� Dans le deuxième cas, les quantités deman-dées résultent de la seule circulation physiquedes produits et des commandes clients. C’estl’idée originale et géniale du système de pro-duction TOYOTA de Taiichi OHNO surlaquelle nous reviendrons plus loin.

Pour souligner cette limite du systèmecalculé, l’échec du système OPT comme outild’ordonnancement doit être mentionné : mal-gré des concepts et des règles de program-mation dont le bien fondé apparaît peudiscutable, la confrontation d’un échéancierd’ordres de livraison à l’ensemble des res-sources disponibles conduit à la mise en évi-dence de goulots d’étranglement… mais toutcela avec des paramètres moyens.

OPT est donc un excellent outil de préparation(8, 9) et de « réglage » de l’appareil de produc-tion, mais pas plus, d’où l’échec final de cetteméthode lorsqu’elle a été utilisé comme outild’ordonnancement dans les entreprises sou-vent citées comme références (GeneralMotors, Bendix, Alusuisse, …).

Ambiguïté et fiabilité des temps-cycles

Le temps-cycle ou lead time des systèmesMRP est devenu aujourd’hui un paramètretrop grossier en regard des performancesattendues des systèmes modernes de gestionde production.

Comme l’illustre le schéma de la figure 1, letemps-cycle est une addition des temps dedéfilement mesurables avec des couverturesde stock souvent exprimées en jours deconsommation.

Cette donnée, utilisée pour ordonnancer lesordres de fabrication, est en général « maxi-misée » (pour lancer les ordres à une date auplus tôt couvrant la dispersion [Figure 2]).

Compte-tenu du fait que le temps-cyclecomprend dans sa structure plus de 80 % destocks et d’attentes, son estimation apparaîtparticulièrement problématique dans le cas delots de production de tailles variables.

Méthode de gestion du point de commandeinadaptée pour les petits flux et génératrice devariations artificielles de programmes (cas-cade de programmation)

Cette méthode de gestion par point decommande consiste à déclencher des besoinslorsqu’un niveau de stock (exprimé en joursde couverture de consommation) atteint unseuil minimum.

Lorsque les tailles de lots (batches, unités demanutention et de conditionnement) sontimportantes par rapport aux niveaux deconsommation ou que les consommationssubissent de fortes variations, la méthode degestion du point de commande n’est plusapplicable (cas des petits flux représentantsouvent plus de 80 % des articles).

Par ailleurs, la cascade de programmationgénère une amplification des variationsd’autant plus élevée qu’on remonte du clientvers les processus amont souvent capacitaires(presses, usinage, fonderies, forges, extru-sion). (Cf. annexe 1.)


Vol. 6 – N°2, 1998 47

Figure 1

Figure 2


48 Vol. 6 – N°2, 1998

ANNEXE 1 : CASCADE DE PROGRAMMATION

1. Mode de calcul du programme journalier du mois m.

1.1 Hypothèses :� Le programme doit couvrir la consommation du mois m à venir et assurer le rééquilibrage du

stock commercial (en jours de consommation) à la fin du mois m.� La consommation et la variation de stock (abattement ou supplément) sont lissées sur le mois

considéré.� La valeur du jour de stock pour un article ne varie pas très significativement d’un mois à l’autre.

Le programme journalier Pi(m) du mois pour le produit i est donné par :

Avec :NJ (m) = nombre de jours travaillés pendant le mois mCi (m) = consommation moyenne jouranlière du produit i pendant le mois m.TDI = stock (en nombre de jours de consommation) disponible en fin du mois m de l’article i.

2. Illustration de la cascade de programmation sur un exemple.

2.1 Hypothèses :Soit à fabriquer les produits A et B.A est composé d’une pièce A1, elle même composée d’une pièce A2.B est composé d’une pièce B1, elle même composée d’une pièce B2.

Les hypothèses de calcul sont résumées dans le tableau ci-dessous :

Le nombre de jours travaillés est considéré comme égal à 20 quelque soit l’article et le mois consi-dérés.

2.2. Calcul des programmes de produits finis (A et B) et de composants de niveau 1 et 2 (voirtableau 1).

A chaque niveau inférieur, la consommation théorique de référence du mois m est donnée(comme l’indiquent les flèches) par le programme moyen du mois m du niveau immédiatementsupérieur.Chaque niveau travaille donc en aveugle par rapport à la consommation du produit fini.

2.3. Variations des programmes calculés et mise en évidence des effets de la cascade deprogrammation (voir tableau 2).

La variation de consommation de +/- 10 % sur le produit fini génère sur les composants :- Une amplification quantitative du programme de production du mois m (+/- 45 % pour les

composants du 2e niveau).- Des fluctuations artificielles de programme des articles de niveau 1 et 2 respectivement sur les2 et 3 mois suivants.

[ ]P C mTD

NJ mC m C mi i

ii= + − −( )

( )( ) ( )1 1}

Prévisions de consommation moyennejournalière du mois m

Contribution moyenne journalière à l’ajustement de stock

ProduitsStock de produits i

(Tdi en jours)

Consommation

moyenne du mois

m-1 (Ci (m))

Consommation

moyenne du mois

m (Ci (m) )

Variation

de consommation

Produit finiA 30 50 55 + 10 %

B 30 50 45 - 10 %

Composantniveau 1

A1 4 50

B1 4 50

Composantniveau 2

A2 10 50

B2 10 50

La méthode Kanban classique :trop simpliste

Rappelée en annexe 2, cette méthode a, le plussouvent, permis une réduction des urgences etdes gains d’en-cours (réduction du temps-cycle). Mais son application s’est avérée trèsrapidement limitée pour les raisons essentiel-les suivantes :

� Domaine d’application limité aux gros flux(en raison de l’utilisation de la méthode dedéclenchement des ordres sur point decommande).

� Conflits de priorités des ordres.

�

Empirisme dans l’estimation de paramè-tres (temps de retour, variables de sécurité)et donc du nombre de cartes kanban.

L’ensemble de ces causes et l’absence derelations solides avec les valeurs de stocks eten-cours ont rapidement discrédité chezbeaucoup l’intérêt de cette méthode.

En conséquence, les éditeurs de progicielsGPAO actuels proposent dans la plupart descas des modules Kanban classiques dans les-quels l’ordre de fabrication calculé daté (OF)par le système MRP est « menant » par rapportà un ordre Kanban de remplacement.


Vol. 6 – N°2, 1998 49

Tableau 1

Tableau 2


50 Vol. 6 – N°2, 1998

ANNEXE 2 : LE SYSTÈME KANBAN CLASSIQUE

1. Principe.Application limitée aux seuls articles à gros volumes (20 % du nombre de références représentant80 % du volume).Les autres articles restent traités par un outil d’ordonnancement calculé de type MRP.

2. Règles de fonctionnement.

3. Calcul du nombre de cartes.

4. Critiques.a) Elle est limitée aux gros flux à cause de l’utilisation de la méthode de déclenchement des ordressur point de commande.b) Le Kanban classique vit dans le cadre d’un ordonnancement mixte MRP-KANBAN dans lequeldes conflits de priorités sont à gérer d’une part :- entre ordres MRP et KANBAN et d’autre part,- entre ordres KANBAN apparaissant au même niveau dans des colonnes différentes du tableaud’ordonnancement.c) Si les lots sont de tailles variables, comment peut-on maîtriser le temps de retour des étiquettes ?d) La variable S de sécurité est déterminée empiriquement.e) Le calcul du nombre de cartes conduit donc à des résultats très approximatifs, ce qui conduit àdes ajustements du nombre de cartes « par l’expérience » (cf. par exemple 10).f) Les nombres de Kanban sont calculés indépendamment pour chaque référence.Que se passe-t-il dans le cas de processus communs à plusieurs références ?

TABLEAU D'ORDONNANCEMENT

A B C D E

Lancement autorisé

Lancement obligatoire

Emplacement d'étiquette

1 - ACCUMULATION DES ÉTIQUETTES DANSCHAQUE COLONNE DU TABLEAU.

2 - LANCEMENT AUTORISE AUFRANCHISSEMENT DE LA BARRE VERTE .

- TAILLE DE LOT VARIABLE ACHAQUE LANCEMENT

3 - LANCEMENT OBLIGATOIRE (URGENT) AUFRANCHISSEMENT DE LA BARRE ROUGE.

METHODE PLAN MERCURE CITROEN 1986

KANBAN CLASSIQUE : CALCUL DU NOMBRE DE CARTES

Stock(jours de CMJ)

Seuilvert

Seuilrouge

CMJ x TR + S

UCN =

- POUR CHAQUE ARTICLE :

CMJ = Consommation moyenne journalière

TR = Temps de retour de l'ordre *

UC = Unité de conditionnement

S = Variable de sécurité (estimation trèsempirique)

- SEUILS DE DECLENCHEMENT CALCULESAU MOYEN DE LA METHODE DU SEUIL DUPOINT DE COMMANDE

* Estimation variant avec la taille de lot.

Remplacement de consommation réelle(RECOR et flux tirés)

Aux solutions classiques du flux poussé dessystèmes MRP, le remplacement des consom-mations réelles (RECOR par PEUGEOTS.A., RCR pour VALEO, etc.) s’est limitéau traitement des ordres de remplacement(renouvellement) de stock.

L’Industrie Automobile connaissait en effetdéjà les ordres synchrones qui consistent àémettre, à partir de certains points de comp-tage du flux véhicule (produit composé) desordres « poussés » pour la préparation desous-ensembles (moteur habillé, planche debord, sièges assemblés, pare-chocs, etc.) quiseront ensuite assemblés sur les véhiculescorrespondants. Le système proposé consis-tait donc à associer deux techniques (12,13, 14) :

� Les ordres synchrones et coordonnés(ordre poussé avec un préavis compté enheures ou en jours J-X ou X < 5 jours).

� Les ordres RECOR quand le système pré-cédent ne peut être utilisé.

Remarque : les ordres coordonnés corres-pondant à une consommation certainedoivent en principe être épurés de tout ajus-tement de stock dans l’horizon (J-X) desordres exécutoires . Les ajustements doiventen effet être effectués sur des semaines pré-visionnelles.

La méthode d’ordonnancement« Total Productive Kanban »

Origine de la démarche

Après une longue suite de visites dans denombreuses usines et d’entretiens avec lesresponsables, notre principale conclusion futla suivante : la voie suivie par TOYOTA asûrement été différente de celle recommandéepar Shigeo SHINGO et c’est ce cheminementqu’il faut rechercher en repartant de zéro (14).

Nous sommes alors en mars 1986.

L’opportunité d’un champ d’expérimentationse présente rapidement sur le site espagnol dePEUGEOT-VILLAVERDE : une fonderie defonte grise distante de 6 kilomètres d’un ate-lier d’usinage, lui même relié à une unitéd’assemblage d’organes mécaniques, beau-coup d’aléas (des taux de pannes de près de lamoitié du temps d’ouverture pour certainesinstallations, des temps de changement deréférence se comptant en heures, sans parlerdes rebuts et retouches, etc.).

Il faudra 18 mois de recherches docu-mentaires, d’expérimentations « sur le ter-rain » et la formidable synergie de l’équipeespagnole de l’usine, pour démontrerqu’effectivement, l’application des véritablesoutils Kanban utilisés dans des usinesTOYOTA (dans les années 70 !) permettaitd’ordonnancer complètement des ateliers sansaucun préalable technique ni investissementsignificatif.

A la fin 1988, la Direction Générale, au retourd’une visite à VILLAVERDE, demandal’application rapide de la méthode aux autresusines. Les gains obtenus dépassaient en effetles pronostics les plus optimistes !

Champ d’application :pas de limite connue à ce jour

La méthode s’est considérablement amélioréeen dix ans. Elle est appliquée aujourd’hui dansplusieurs centaines d’usines allant de laFonderie au Décolletage avec de multiplesopérations de reprise en passant parla Frappe à froid, l’Emboutissage, la Plas-turgie, l’Electronique, le Textile, le Câblage,l’Assemblage, etc.

Les cadences annuelles de production vont dequelques dizaines d’unités à plusieurs mil-lions d’unités, les cycles de production dequelques heures à plusieurs années, etc.

D’autres industries telles que les Industriesagro-alimentaires et la chimie, étudientaujourd’hui l’application de ces méthodes ycompris dans leurs systèmes de distribution.

Hypothèses de travail dans les entreprisesindustrielles aujourd’hui

Ce sont celles rencontrées dans la qua-si-totalité des entreprises :

� Des produits diversifiés en évolution per-manente destinés à de nombreux clients pré-sentant les caractéristiques suivantes :

– durée de vie de quelques semaines à plu-sieurs années,

– volumes variables distribués suivant leloi des 80/20 : 20 % des produits repré-sentant 80 % de l’activité (gros flux),80 % des produits ne représentant que20 % du volume (petits flux),

– d’autres produits ne sont quasimentjamais fabriqués ou sont produits enmasse sur une courte durée.

� Des installations et processus en constanteadaptation à des besoins variables :


Vol. 6 – N°2, 1998 51

– lignes monoproduits et multipro-duits, robotisées, automatiques oumanuelles,

– des processus capacitaires avec destemps de changement de référencesvariant de l’instantané à plusieursdizaines d’heures,

– existence d’aléas (pannes d’instal-lations, rebuts-retouches).

Les points-clés de la Méthode

Une description de l’existant des circuitsparcourus par tous les produits :

� Indentification des lignes de flux (figure 3)regroupant les circuits de tous les produitspassant par les mêmes processus.

� Construction pour chaque ligne de flux desgammes de flux (figure 4) décrivant le circuitparcouru par chaque article avec identifica-tion des lots d’entrée et de sortie à chaqueétape.

� Les tailles de lot sont fixes (ce qui impliqueune planification de la production en lots fixes– dates variables) (15).

� Les temps moyens de chaque opérationsont renseignés, y compris pour les aléas.

La notion de stock doit être précisée : « Stoc-kage » ou « Attente ». (Cf. figure 5.)

Le « stockage » matérialise une rupture deflux (avec sécurisation calculée), alors que« l ‘attente » est un temps d’écoulement mesu-rable. Cette distinction est effectuée pourchaque zone de stock et pour chaque produit.

Des horizons d’ordonnancement exprimésen heures, matérialisant le temps d’attenteconventionnel entre la communication desordres et leur mise en production. Ils sontdéfinis pour chaque ligne de flux à partir,d’une part, des temps moyens d’immobili-sation des processus concernés sur un mêmeproduit, et d’autre part, des contrainteséventuelles (séquences d’ordonnancement,organisation de poste…). Les horizonsd’ordonnancement sont exprimés en heures.

Des horaires de travaux sont renseignés au ni-veau des processus.

Des calculs de nombres de Kanban et destocks moyens sont effectués simultanémentavec les données suivantes (16) : gammes deflux, horizons, prévisions de consommationset informations complémentaires.

Les résultats des calculs (stocks et Kanban)distinguent (figure 6) :

� L’en-cours = nombre moyen de pièces cor-respondant à l’acheminement de la premièreunité de manutention de la première à la der-nière opération du tronçon de la ligne de fluxconsidérée.

� L’effet de campagne (si le lot de productionest de taille supérieure à l’unité de manuten-tion) matérialise un lot économique. C’est un


52 Vol. 6 – N°2, 1998

Figure 3 : lignes de flux d’une usine de roues.

Figure 4 : gamme de flux d’une usine de roues.

Source : logiciel TPK Software.

Figure 5 : distinction entre ATTENTE et STOCKAGE.

stock « outil » imposé par des caractéristiquesd’installations.

� Les sécurisations « consommation client »calculées suivant la méthode exposée enannexe 3 pour chaque point de « stockage ».

� Les autres sécurisations sont, soit calculées(aléas), soit renseignées directement en infor-mations complémentaires.

L’ensemble des calculs est effectué au moyende logiciels créés par GOPAL qui permettentégalement d’assurer l’édition et la gestion desétiquettes Kanban.

L’ordonnancement « Total Productive Kan-ban » : visibilité des priorités, aléas et char-ges de travail à chaque étape de production

Règle fondamentale :principe de fonctionnement

Tous les ordres de production et de livraisonne sont générés que par la circulation phy-sique des produits et les priorités d’achemi-nement vers les clients.

Un premier cas décrit sur la figure 7 estcelui d’ordres de remplacement (tirés) : lesconsommations réelles sont constatées aupoint de stockage par prélèvement del’étiquette sur l’emballage consommé parexemple pour expédition vers le client.

L’accumulation des étiquettes est effectuéepour un produit donné sur la colonne corres-pondante du tableau prévu à cet effet.

Lorsque le nombre d’étiquettes ainsi accumu-lées atteint la taille du lot du processus àordonnancer, les étiquettes rectangulaires et letriangle matérialisant l’ordre de productiond’un lot sont déplacées vers le tableaud’ordonnan-cement où il vient prendre la der-nière priorité, « queue » d’un train d’étiquettestriangulaires dont la première est l’ordre encours de production.

La longueur du train d’étiquettes est en prin-cipe égale à la durée représentée par l’horizonstandard.

Les étiquettes rectangulaires seront appli-quées en sortie de processus sur les contenantspleins fabriqués.

Le second cas est celui des ordres coordonnés(poussés). Ces ordres sont déposés directementau tableau d’ordonnancement lorsqu’il n’y apas de stockage. Ils seront ensuite « poussés »jusqu’à la zone « d’attente ». Dans tous les cas,l’ordre de production sera matérialisé par letriangle créé chez TOYOTA avec le concept delot de taille fixe (15, 17, 18, 21).

Visibilité des priorités, des aléas, affectationsmachines et avances/retards

Si l’accumulation des ordres peut être danscertains cas informatisée, l’affichage phy-sique des priorités données par le tableaud’ordonnancement dans l’atelier est impéra-tif.

La situation de l’atelier y est en effet affichéeen permanence par le personnel :

� Des « magnets » sont appliqués au-dessusdes ordres (figure 8) pour indiquer les installa-tions qui les produiront ou les aléas qui inter-disent leur production (outil cassé, manquematière, etc.).

� Des « trous » apparaissant dans le traind’ordres mettent en évidence le retard mesu-rable des ordres prioritaires de la tête de train.

� L’ensemble du train d’étiquettes fournit lavaleur de la charge instantanée de travail en« attente ». Une comparaison de cette dernièreà la valeur à l’horizon « standard » donne lasituation de charge de l’atelier concerné.

En conclusion, chaque tableau d’ordonnan-cement constitue un tableau de bord visiblepar tous, d’où une évidente meilleure réactivi-té par rapport aux événements.


Vol. 6 – N°2, 1998 53

Figure 6

Figure 7


54 Vol. 6 – N°2, 1998

ANNEXE 3 : SÉCURISATION DES FLUCTUATIONS DE CONSOMMATION « CLIENT »PAR DES STOCKS

1. Objectif.� Déterminer des sécurisations à mettre en place dans les deux cas extrêmes de fluctuations lis-

sées et totalement aléatoires de la consommation client.

� Fournir aux utilisateurs un outil leur permettant de choisir dans cette fourchette la « sécurisa-tion » juste nécessaire.

Remarques :a) Le calcul ne traite que le cas de sécurisation des fluctuations de la demande du client.b) Dans le cas d’un engagement pris par un client concernant les variations maximales de cesbesoins, la sécurisation à prendre en compte serait maximale et calculée sur la base du scénariototalement aléatoire.

2. Méthode proposée.2.1. Hypothèse.A partir des prévisions, un nombre moyen de Nm de lots de taille fixe (unités de conditionnement,palettes, etc.) consommés sur un intervalle de temps T a été déterminé et on suppose que cettemoyenne restera valable pour la période de référence.Les ordres de fabrication ou de livraison sont exprimés en nombres entiers de lots de taille fixe (casgénéral de l’Industrie).

2.2. Nombre moyen d’emballages (lots) consommés sur une durée T.Il est donné par la relation générale :

Nm = Prévision de consommation par unité de temps x TTaille de lot

Si un fournisseur livre des produits une fois par jour chez un client et si ces produits sont livrés parpalettes ou emballages complets dont l’unité de charge est UC, la relation s’écrira :

Nm = CMJ x 1UC

ou CMJ est la prévision de consommation moyenne journalière résultant d’un calcul de besoinsbrut épuré de tout calcul d’ajustement de stock.

2.3. Règles et calculs des sécurisations.

2.3.1. Consommation lissée.La sécurisation minimum Nmin sera donnée par la relation :Nmin : Partie entière de [Nm + 1]Exemple : si Nm = 2,4 , on obtiendra Nmin = 3

2.3.2. Consommation aléatoire.a) Loi de Poisson.Il s’agit de tirer au hasard des emballages complets en fonction d’un nombre d’emballagesconsommés par unité de temps.Ainsi que cela a été vérifié sur plusieurs études statistiques relatives aux ordres de remplacementémis par les lignes de montage de plusieurs usines d’assemblage véhicules (1986), les distribu-tions de probabilité observées obéissent à des lois de Poisson dès que les fluctuations sont réelle-ment aléatoires.Ce cas extrême reste toutefois relativement rare et concerne en général des « petits » flux.Le calcul de la sécurisation maxi Nmax sera donc effectué sur la base de cette loi en acceptant unrisque de ne pas disposer d’une sécurisation suffisante pour satisfaire l’ordre.Une estimation des risques consentis par les approvisionneurs des usines de montage a étéeffectuée en enregistrant sur des journées complètes le nombre d’ordres non satisfaits à l’heureprévue et en le divisant par le nombre total d’ordres émis.Les résultats obtenus varient de 0,02 % à 2 % en fonction de la nature des articles concernés (de lapièce de sécurité à la fixation standard).

Indicateurs de performanceset résultats

Effets des dysfonctionnements d’un outild’ordonnancement

L’exigence de compétitivité des entreprisesindustrielles a conduit à la disparition pro-gressive de sur-équipements, sur-effectifs etsur en-cours et stocks.

En conséquence , toute production réalisée« en avance » sur un produit aura pour contre-partie immédiate la création d’un retard surd’autres produits, et réciproquement.

Dans le même temps, on constatera donc(figure 9) :� L’apparition de sur en-cours et stocks inuti-

les.� Des retards et ruptures avec les effets sui-

vants :


Vol. 6 – N°2, 1998 55

b) Calcul de la sécurisation Nmax.Compte-tenu de ce qui précède, la valeur de Nmax pourra être déterminée comme suit :1. Choix d’un risque a (par exemple 0,5 %)2. Rechercher pour la valeur de Nm calculée la valeur de Nmax en utilisant les tables de la Loi dePoisson.Exemple : si Nm = 2,4 , le résultat est Nmax = 7

2.3.3. Evolution des valeurs sécurisées Nmin et Nmax en fonction de Nm.

Le tableau ci-dessus et le graphique ci-dessous ont été construit avec les méthodes décritesci-dessus avec un risque égal à 0,5 %.

Il illustre très clairement les faits suivants :pour les petits flux, l’effet des tailles de lot est prépondérant sur la variation de consommation : dece fait, le résultat pourra varier fortement si l’on change la taille de lot.pour les plus gros flux, (Nm > 3), ce phénomène devient négligeable.

2.3.4. Règles d’utilisation.Le choix de la valeur à retenir entre Nmin et Nmax est effectué par les utilisateurs.En pratique, les références « gros flux » sont en général lissées et sécurisées à Nmin.La plupart des autres flux sont sécurisés à des valeurs comprises entre 1 et 3 (Nm < 1).

2.3.5. Conclusion.Cette méthode établie en 1986 est aujourd’hui largement validée par les centaines d’applications ef-fectuées aussi bien en usine que pour la mise en place de liaisons Kanban entre clients et fournisseurs.Elle remplace l’application de la méthode du point de commande pour les petits flux et permetd’atténuer très sensiblement les effets de la cascade de programmation.

Nm

Nmin

Nmax

1

1

2

2

3 4

3

1 2 3 4 5 6 7 8 9

0,1 0,34 0,67 1,1 1,54 2,03 2,55 3,1 3,70

– dégradation du taux de service clients etretards dans la réalisation du chiffred’affaires,

– mauvaise utilisation des moyens de pro-duction et dégradation de la productivité(installation et personnel),

– accroissement des urgences et réclama-tions atelier et augmentation du tempspassé par l’encadrement atelier à les trai-ter.

� Un allongement des temps de défilement.

L’ensemble de ces constatations constitueraune première approche permettant d’appré-cier le fonctionnement d’un système d’ordon-nancement.

Indicateurs de performances et évaluationde l’ordonnancement « Total ProductiveKanban »

L’application de la méthode « TotalProductive Kanban » constitue une actiond’amélioration qui doit être ambitieuse auniveau des résultats attendus.

L’expérience acquise sur plusieurs centainesd’applications concrètes permet d’estimerl’évolution de chacun des indicateurs de per-formances utilisés aujourd’hui (cf. définitionen annexe 4) :

� Satisfaction du client et réalisation duchiffre d’affaires (facturations) :

– Le taux de service, dans sa définition laplus sévère doit atteindre rapidement80 % (maîtrise des gros flux) puiss’approcher de 95 % (la situation dedépart de cet indicateur est le plus souventde l’ordre de 40 %).

– Urgences et transports exceptionnels. Lescoûts et fréquences sont divisés par 4 ou 5.

– Meilleur lissage des facturations avecrésorption de retards de facturation pourles clients exigeants.

� Amélioration de l’utilisation des moyensde production (installations goulots et person-nel) :

– Le gain très répétitif est de l’ordre de 15 à20 % obtenus au bout de 3 à 6 mois.

– Dans plusieurs cas, la capacité de certai-nes usines s’est trouvée augmentée sansaucune intervention technique sur les ins-tallations, ni augmentation des ressourcesen personnel.

� Réductions du temps de défilement entre20 et 50 % , des en-cours et de stock (de 10 à20 % en valeur). Dans certains cas exception-nels et compte-tenu de tailles de campagnetrop faibles, constatées sur des processuslourds (tours de décolletage, frappe, petitespresses), les stocks de produits finis ont étéaugmentés entre 10 et 20 % malgré la réduc-tion des lead-times.

� Charge de travail de l’encadrement atelierconsacrée à des actions curatives : elle estobtenue par interview du personnel d’enca-drement du premier niveau, le taux consacréau traitement d’actions curatives est donnéentre 50 et 80 % .

Après l’opération, le retour à la sérénité defonctionnement de l’atelier est témoigné parun taux déclaré compris entre 15 et 30 %.

En clair, la part de disponibilité des chefsd’équipes et « team leaders » consacrée à desactivités d’animation et d’amélioration passede l’ordre de 25 à 75 %.

Ce résultat essentiel est le levier qui per-mettra ensuite l’accélération des gains ob-tenus par les actions de progrès permanentdes équipes autonomes.


56 Vol. 6 – N°2, 1998

Figure 9

Figure 8


Vol. 6 – N°2, 1998 57

ANNEXE 4 : INDICATEURS DE PERFORMANCES (MÉTHODE GOPAL)

1.Satisfaction du client.1.1. Taux de service.Définition : rapport des lignes de commandes mises à disposition ou expédiées au total des lignesde commandes à mettre à disposition ou à expédier du jour ou de la semaine.Le suivi de cet indicateur peut être effectué par le client.Remarques :a) Cet indicateur étant indépendant du volume de chaque ligne de commande, il traite avec lamême pondération petits et gros flux : ainsi, plus de 95 % du volume peut ne correspondre qu’à80 % des lignes de commandes. Il présente toutefois le gros avantage de bien mettre en évidenceles lignes de commande posant problème.b) Le cumul de cet indicateur sur plusieurs journées améliore le résultat.Résultats à viserIl n’est pas rare que cet indicateur fasse apparaître des performances inférieures à 40 %.Pratiquement, les résultats à viser sont les suivants :

� Deux mois après le démarrage opérationnel et lorsque le fonctionnement du système est stabi-lisé, le taux de service journalier doit dépasser 80 %.

� De 4 à 6 mois après le démarrage opérationnel, la meilleure maîtrise des petits flux par rapportaux gros flux doit permettre à l’indicateur de dépasser sensiblement 90 %.

1.2. Réalisation du Chiffre d’Affaires (Facturations) :Définition : c’est l’écart en valeur entre les chiffres d’affaires réalisés et prévus à l’expédition.L’application du système « Total Productive Kanban » permet en général d’assurer un meilleur lis-sage des facturations sur les périodes de références (mois, semaine).Ce résultat s’améliore en général au même rythme que le taux de service avec des situations dedépart très variables suivant les entreprises.Les gains peuvent être importants (rattrapage par exemple sur 3 mois d’un retard de15 jours de facturation).

1.3. Autres indicateurs.1.3.1. Réclamations et urgences (incidence sur coûts : taxis, dépannages en urgence, etc.)Si l’indicateur existe, il doit être divisé par 4 ou 5 au bout de 6 mois.

1.3.2. Avances/Retards (en évitant la confusion entre retard à la référence et retard de volume).- Valeurs moyennes à réduire de 20 à 50 %.- Dispersion réduite de 50 à 80 %.

1.3.3. « Manquants » (à chaque étape de production).Ils sont rendus « visibles » dans l’atelier sur les tableaux d’ordonnancement (réduction de 30 à80 %).

2. Amélioration de l’utilisation des moyens de production.- Rendement synthétique des installations «goulots ».- CA / personne ou rapport des heures produites aux heures payées atelier.

2.1. Pour des installations implantées et entretenues normalement, le gain de Rendement Synthé-tique TRS varie de 5 à 20 % (part du TRS non directement fonction de l’installation) pour les pro-cessus « goulots ».Pour des installations souffrant d’une complexité d’implantation et d’ordonnancement, les gainsde TRS peuvent varier de 10 à 30 % suivant les processus « goulots ».Pratiquement, pour toutes les applications réalisées depuis deux ans, le gain enregistré a toujoursété compris entre 10 et 20 %. Il a en outre souvent pour conséquence la suppressiond’investissements visant l’augmentation des capacités de production.

2.2. Pour les installations « non goulots », il est important de se référer en priorité à un indicateurde performance du type :

Production valorisée ou heures produitesHeures de production payées


58 Vol. 6 – N°2, 1998

Cet indicateur, qui se rapproche de la notion plus globale CA/personne, appréhende l’aptitude del’atelier à ajuster ses effectifs aux volumes produits (une amélioration du TRS n’aura qu’un intérêtlimité s’il n’est pas possible de constater ses effets sur l’utilisation du personnel).Le gain à obtenir ici est de 5 à 20 %.

3. Réduction des temps de défilement.Ce temps est compté de l’instant où commencent les opérations de changement de référence(machine à l’arrêt) jusqu’à l’arrivée du premier emballage de la même référence au stade final.C’est sur des temps d’attente que le gain est réalisé et peut atteindre 20 à 30 % sur quelques mois(Automobiles) ou plus de 50 % sur un an (Aéronautique).Lorsque des actions de réimplantation ont été réalisées dans le cadre d’un projet, des réductionsde temps de défilement de plus de 80 % ont été obtenues.

4. Réduction des stocks et des surfaces immobilisées.Elle concerne les en-cours, les stocks « Produits finis » et matières. Le gain est en général de 10 à20 % sur les stocks de fonctionnement (hors sécurisations contractuelles).La réduction s’opère en règle générale entre le démarrage du système et sa stabilité de fonctionne-ment. Elle a pour origine la réduction des temps de défilement et le lissage des fluctuations deconsommation.Ensuite, la baisse ne pourra résulter que d’améliorations avec incidence favorable sur les gammesde flux : en principe, le nombre de cartes Kanban étant fixé pour chaque référence, les stocksmoyens sont figés (et calculés au moyen du logiciel GOPAL en même temps que le nombre decartes Kanban).A noter enfin que dans certains cas, on préférera privilégier les gains sur les moyens et les ressour-ces et maintenir des sécurisations suffisantes sur les stocks pour assurer un bon lissage de char-ges.Ensuite, la baisse ne pourra résulter que d’améliorations avec incidence favorable sur les gam-mes de flux : en principe, le nombre de cartes Kanban étant fixé pour chaque référence, les stocksmoyens sont figés (et calculés au moyen du logiciel GOPAL en même temps que le nombre decartes Kanban).A noter enfin que dans certains cas, on préférera privilégier les gains sur les moyens et les res-sources et maintenir des sécurisations suffisantes sur les stocks pour assurer un bon lissage decharges.

5. Réduction de la charge de travail “court terme” consacrée a la gestion des flux de l’usine.Elle se mesure par interview du personnel avant et après l’intervention (quatre mois après le dé-marrage opérationnel).Pour l’encadrement atelier, les pourcentages de charge totale de travail curatif varient de 30 à70 % (en fonction de l’usine concernée et du niveau hiérarchique : Chef d’Equipe, Contremaître,etc.).Après le démarrage du système et lorsque celui-ci est stabilisé, les ratios doivent tomber dans unefourchette de 10 à 30 %. Le gain dégagé peut être utilisé comme suit :- action de réduction du nombre de niveaux hiérarchiques et mise en place d’équipes autonomes,- animation d’actions d’améliorations réalisées directement avec les opérateurs de façon « spon-tanée » ou « structurée » (cercle de qualité et plan d’actions de progrès),- réduction d’effectif.Pour l’ordonnancement atelier, la réduction de charge concernera des fonctions logistiques,planning, magasin d’expédition, etc. directement en relation avec la production.En pratique, dès que la charge d’ordonnancement est bien chiffrée, nous pouvons admettrequ’elle est à réduire de 50 % après mise en place de la fonction d’audit et de surveillance du sys-tème Kanban.

GOPAL International ©

Ces gains sont souvent considérés comme les plus importants car ils libèrent l’encadrement etl’ordonnancement des tâches curatives au profit respectivement d’animations d’actions de pro-grès et d’une meilleure préparation de l’outil de production.

C’est la « prime » du management décentrali-sé avec responsabilisation des hommes : lesrésultats supplémentaires obtenus concernentsouvent l’amélioration de la qualité etl’efficience dont les gains totaux sur l’annéepeuvent atteindre 30 à 40 % (au lieu des 15 à20 % obtenus avec la seule application du« Total Productive Kanban »).

Planning calcule pour préparer,ordonnancement« Total Productive Kanban »pour éxecuter

Aux évolutions relatives aux algorithmes decalculs et concepts de lead time près, les systè-mes MRP I, MRP II et ERP sont des méthodesde calcul qui ne peuvent exprimer que des ten-dances nécessaires pour préparer et paramè-trer l’appareil de production (voir figure 10).

Une planification plus à court terme (hebdo-madaire ou même journalière), pourra ensuitepermettre de réaliser des ajustements dedimensionnements.

Le système d’ordonnancement « TotalProductive Kanban » constitue ensuite le seuloutil à mettre en œuvre : les ordres ne sontgénérés à chaque stade de production que parles priorités clients connues à l’expédition etla circulation physique des produits.

A ce stade, l’ordre de fabrication (OF) GPAOdont la date fut significative pour la planifica-tion y compris à court terme , sera asservi auxordres TPK dont les priorités apparaîtront surles tableaux d’ordonnancement TPK.

Remarques :

� L’implantation du système d’ordonnan-cement « Total Productive Kanban » pose fré-quemment le problème d’une cohabitationavec les OF générés par les GPAO.

� Les difficultés rencontrées le plus souventsont les suivantes :

– tendance à vouloir donner la priorité auxOF datés sur les ordres TPK (en particu-lier dans le cas des ordres de remplace-ment). Ce point déjà abordé revient àfonctionner avec le système MRP.

– La démarche qui consiste à vouloiraffecter systématiquement des ordres defabrication et clients à tous les stocks eten-cours est incompatible avec la réalitéindustrielle qui nécessite la reconnais-sance de « stocks outils » résultant parexemple des effets de taille de lots de

production et de sécurisation aléas ouclients. La plupart des systèmes intégrésde gestion industrielle actuellementcommercialisés se heurte pratiquementà ce dernier obstacle.

� Il reste donc une « Révolution » à gagner ensynergie avec les financiers et comptables.Les enjeux se mesurent en gains de stocks etde productivité avec les indicateurs mention-nés précédemment.

� La pérénisation de l’ordonnancement TPKnécessite l’appropriation du système par leshommes de terrain (encadrement atelier,ordonnanceur, etc.), la réalisation d’audits defonctionnement et la surveillance des paramè-tres de fonctionnement.

Conclusion

L’expérience acquise ces dix dernières annéesavec les contributions apportés par nos clientset partenaires permet de bien maîtriseraujourd’hui ce qui a permis à TOYOTA defaire le bond en avant décrit plus haut (14, 15,19, 20, 21, 22).

Le chemin à parcourir pour réduire l’écart estmaintenant clair. Il reste à avoir la volonté d’yaller, de clarifier la circulation de produitsordonnancés en « Total Productive Kanban »,cela d’une part avec la mise en place d’unmanagement décentralisé, en responsabilisantles hommes dans le cadre d’actions de progrèscontinu, et d’autre part, avec la mise en cohé-rence (intégration ou interfaçage) des outilsinformatiques TPK avec les nouveaux progi-ciels GPAO.


Vol. 6 – N°2, 1998 59

Figure 10

Bibliographie

1. L. Higgason, « Le Juste-à-Temps » dans l’industrieautomobile aux USA », Conférences GALIA, 1987 Paris.2. S. Shingo, « Maîtrise de la production et MéthodeKanban », Editions d’organisation, 1984.« Le système Poka Yoke – Zéro Défaut – Zéro Contrôle »,Editions d’organisation, 1987.« Le système SMED, une révolution en gestion de produc-tion », Editions d’organisation, 1987.« La production sans stock », Editions d’organisation,1990.3. « Plan Mercure », Automobiles CITROEN, Documen-tation interne et supports de formation.4. P. Beranger, « Les nouvelles règles de production – Versl’Excellence industrielle », Dunod, 1987.5. W.E. Goddard, « Just-in-Time, surviving by breakingtradition », Olivier WIGHT Companies, 1986.6. J.A. Tomkins, « Winning Manufacturing », IndustrialEngineering and management press, Norcross (Gorgia),1989.7. J.P. Womack, D.T. Jones and D. Roos, « The Machinethat changed the World », Maxwell Macmillan, 1990.8. M.E. Goldratt, J. Cox, « Le But, l’Excellence enProduction », AFNOR Gestion, 1986.9. P. Laperrousaz , « Gestion de production, la troisièmevoie », Usine Nouvelle, 1985.10. H. Molet, « Une nouvelle gestion industrielle »,Hermès Paris, 1993.11. « Mieux servir les clients et gagner en productivité »,PSA Communication, janvier-février, 1986.12. « Charte logistique PSA », 1986.

13. C. Dudouet, « Une méthode de gestion en flux tirés àflexibilités perméables : application au cas del’Automobile », Thèse de doctorat, 3.10.95, EcoleCentrale de Paris.« Produire sur commande à délai court ou produire enflux tirés », Revue Française de Gestion Industrielle, n° 4,1993.« Justification économique d’une démarche de logistiqueglobale en flux tirés », Logistique et Management, vol. 4,n° 2, 1996.14. Y. Mille, « De la production sans stock », Technolo-gies, n° 170, 1990.P. Laperrousaz, «Les approches réalistes du Juste-à-Temps », Usine Nouvelle, n° 2260, 1990.15. Y. Monden, « TOYOTA Production System », Indus-trial Engineering and Management Press, 1983.16. Y. Mille, « Juste-à-Temps et productivité : une démys-tification indispensable », Revue Française de GestionIndustrielle, n° 1, 1993.17. Y. Monden, « Applying Just-in-Time : the Ameri-can/Japanese experience », Industrial Engineering andManagement Press.18. Y. Monden, « TOYOTA’s famous OHNO system »,American machinist, July 1977.19. T. Ohno, « The Origin of TOYOTA Production Systemand kanban system », proceeding of the InternationalConference on productivity and Quality Improvement,TOKYO, 1982 (Reproduit dans la réf. 17).20. B. Coriat, « Penser à l’envers », C. Bourgeois Editeur,1991.21. J. Bounine et K. Suzaki, « Produire Juste-à-Temps »,Masson Paris, 1986.22. T. Ohno, « L’esprit TOYOTA », Masson Paris, 1989.


60 Vol. 6 – N°2, 1998

L'ordonnancement « Total Productive Kanban » : Synthèse de dix ...

Documents

Transcript of L'ordonnancement « Total Productive Kanban » : Synthèse de dix ...