Lean manufacturing – Synthèse des modèles existants

De nombreux modèles de Lean Manufacturing coexistent comme nous l'avons vu dans notre article « 2, 5, 7 ou 14 principes du Lean ? » et chacun à ses mérites.
En revanche, nous voyons deux problèmes :

• Les principes du Lean deviennent confus. En effet, ces modèles présentent des principes qui sont parfois communs, ou avec des points ou visions complémentaires, ou à un niveau de détail différent ou encore avec un vocabulaire différent.
• Ils n’associent pas toujours de manière explicite ou visible les principes plutôt « techniques » (notamment les processus et méthodes) avec ceux plus « humains ».

Au-delà des modèles ou principes du Lean Manufacturing, de nombreux outils ou méthodes sont décrits. Il n’est pas toujours simple de comprendre à quels principes ils répondent et où ou quand ils s’appliquent.

Au final, le lecteur non averti risque d’être perdu et le Lean Manufacturing devient une science compliquée, confuse, réservée aux experts du Lean.

Notre but ici est de donner une vue claire du Lean Manufacturing en réconciliant les différents modèles existants et en positionnant les différents méthodes et principes dans ce modèle réconcilié.

Les trois modèles phares du Lean Manufacturing

Nous utilisons les trois modèles phares : ceux de la « maison TPS » (Toyota Production System), du « Lean thinking » et de « Toyota Way 2001 », illustrés comme suit :

Toyota Way 2001

Lean Thinking

Maison TPS

Notre modèle « réconcilié » du Lean Manufacturing

Nous construisons un modèle qui réconcilie ces trois modèles en procédant de la manière suivante :

• Le principe « Amélioration continue » du modèle « Toyota Way 2001 » remplace « Recherche de perfection » du « Lean thinking » ; car ils sont très proches
• Le principe « Respect » du « Toyota Way 2001 » est ajouté aux quatre autres principes de « Lean thinking »
• La maison TPS est intégrée au niveau 2 de détail.
  • Le principe « Juste-à-temps » est naturellement intégré dans le « Flux tiré »
  • Les principes « Jidoka », « Heijunka » et « Travail standardisé » sont tous intégrés dans le principe « Créer le flux ».

Cela nous donne l'illustration du modèle Lean manufacturing unifié suivante:

Enfin, on intègre les différents outils ou méthodes pour avoir une vision complète du Lean Manufacturing. Ils sont positionnés au deuxième ou troisième niveau de détail selon qu’ils soient dépendants directement d’un autre élément.

Description du modèle réconcilié du Lean Manufacturing

Identifier la valeur

La valeur correspond à l'ensemble des caractéristiques ou fonctions du produit qui satisfont les besoins du client et pour lesquelles il est prêt à payer.

C’est le point de départ de l’approche Lean Manufacturing. Elle commence en réalité dès l’étape de conception marketing du produit. Il est crucial de bien identifier la valeur, par produit et par client afin de définir dans l’étape suivante (« cartographier les flux de valeur ») les meilleurs flux et étapes critiques de production. Cependant, l’identifier ne suffit pas, il faut la caractériser afin de pouvoir la mesurer, la contrôler et hiérarchiser les actions à mettre en place. Par exemple, un élément très critique de la valeur aura des moyens de production plus importants ou un contrôle plus fréquent.

On peut citer deux approches ou outils utiles pour cela :

• Les caractéristiques critiques de la Qualité (CTQ). Une caractéristique est CTQ lorsqu’elle est essentiel pour le client, mesurable et qu’une spécification peut être écrite pour valider que le produit respecte la caractéristique
• Le déploiement de la fonction Qualité (QFD). C’est une approche pour identifier et traduire les besoins clients en spécifications techniques et plans pour concevoir, fabriquer et assembler les composants ou sous-ensembles d’un produit afin qu’il remplisse ces besoins au meilleur coût pour l’entreprise

Cartographier les flux de valeur

Les flux de valeur sont les différentes séquences d'activités nécessaires à la conception, production et livraison d'un produit au client, en incluant le traitement des informations et l'approvisionnement des matières premières.

Ils doivent être conçus de manière à réduire voire éliminer les activités qui n'ajoutent pas de valeur pour le client, qui sont considérées comme des pertes.

La réelle difficulté provient souvent du fait qu’il y a plusieurs produits à fabriquer pour plusieurs clients (qui n’ont pas forcément les mêmes besoins en termes de volumes, qualité, coût ou délai). Il faudra faire des compromis entre des lignes de fabrication mono-produit, par type de produit, mono-client ou multi-clients. Avec donc des choix de flux de valeur différents.

Le terme « cartographier les flux de valeur » doit en fait être pris au sens plus large de « concevoir, cartographier, mesurer, optimiser » les flux de valeur. Cela commence donc dès la conception des produits, des équipements de production voire de la conception de l’usine entière.

Quatre éléments (principe, méthode ou outils) Lean Manufacturing clés sont associés à cette étape : les sept pertes, la conception pour fabrication et assemblage (DFM – DFA), la cartographie des flux de valeur (VSM), et l’agencement usine :

• Les sept pertes. C’est un principe postulant que toute activité n'ajoutant pas de valeur pour le client, est considérée comme une perte ; elles doivent être réduites voire éliminées. Cependant, certes pertes sont néanmoins nécessaires et ne peuvent être éliminées. Par exemple, le contrôle qualité : le client ne paye pas pour un contrôle qualité, mais il veut un produit fiable et donc le contrôle (ou l'assurance qualité) est nécessaire. Il peut néanmoins être fortement réduit en mettant en œuvre des moyens de prévention ou en optimisant le processus de contrôle.
• La conception pour fabrication et assemblage ou DFMA (Design for Manufacturing and Assembly). Elle est associée à ce principe, car elle permet dès la conception de minimiser plusieurs pertes. C’est en particulier le cas des mouvements inutiles et des défauts. L’approche DFMA est un levier majeur de création de valeur ; en effet 70 à 80% des coûts de production sont liés à des décisions prises au moment de la conception des produits.
• L’implantation physique de l’usine. C’est l’implantation physique des équipements et outils de production. Ce n’est pas une méthode à proprement dit, mais elle doit répondre à deux objectifs :
  • Etre alignée le plus possible avec les produits finis ou les clients. Cela correspond à faire des cellules de production autonomes dédiées par catégorie de produits, dans lesquelles toutes les opérations de fabrication sont réalisées
  • Minimiser les déplacements de produits, pièces, outils et humains
• La cartographie des flux de valeur ou Value Stream Map ou VSM  est bien évidemment la méthode indispensable de cette étape pour bien visualiser, comprendre et améliorer les flux de valeurs.

Créer le flux

Le principe est de réaliser une production en continu par lot d’une seule pièce à la fois, avec des stocks intermédiaires nuls et des pertes nulles.

Plus pragmatiquement, la production doit être réalisée de la manière la plus fluide possible, en éliminant au maximum les pertes non nécessaires. Les pertes nécessaires ne pouvant pas être éliminées doivent être réalisées de manière plus efficace et efficiente.

Ce principe, qui est un idéal à atteindre, est central à la démarche Lean Manufacturing. Car il repose fortement sur la réalisation des deux principes précédents. Et surtout, c’est la réalisation du « flux » qui permet de concrétiser, de bénéficier des principaux bénéfices du Lean.

C’est aussi là que les équipes de production ont le plus d’impact opérationnel, une fois réalisées les conceptions des produits et équipements (voir DFMA et TPM). Ce qui explique le grand nombre d’approches ou outils associés à ce principe, décrites brièvement ci-dessous.

• Jidoka. C’est un dispositif d’arrêt automatique d'une machine ou équipement en cas de détection de défaut. Il favorise le « flux » indirectement, en forçant (pour éviter les arrêts) à résoudre les causes de défaut dès qu’elles apparaissent.
• Heijunka. C’est le lissage de la production pour compenser l’irrégularité des commandes.
• Travail standardisé. La standardisation apporte plusieurs bénéfices. Elle améliore la reproductibilité de la production et limite les variations. Elle facilite l’apprentissage des méthodes (formation standardisé et optimisée, échange facilité entre les employés…). Elle augmente la polyvalence des employés et le remplacement d’employés absents par d’autres. Enfin, elle facilite l’amélioration car tout le monde peut réfléchir sur une seule méthode, connue de tous. Tout ceci contribue grandement à la mise en œuvre d’un flux continu.
• La méthode 5S. La méthode 5S est associée au principe du flux pour deux raisons. Elle facilite la recherche d’outils ou le déplacement des personnes. Mais surtout elle permet de prévenir des arrêts ou dysfonctionnement lorsque le 5S utilisé pleinement. C’est-à-dire pour sa fonction « prévention » au-delà de sa fonction « rangement ».
• La méthode SMED. La méthode SMED (Single minute exchange of Dye) contribue au « flux » en diminuant les temps de changement d’outils et de produits ou les temps de nettoyage. Au-delà, de la productivité directe (moins d’arrêt), elle permet de rendre la production plus flexible et de diminuer la taille des lots ; à l’extrême (temps de changement nul, rarement possible) elle permet la production consécutive de deux produits totalement différents.
• L’approche TPM. L’approche TPM (Total Productive Maintenance) couvre en réalité plusieurs principes appliqués à la maintenance. Par exemple, elle inclut la conception des machines ou produits pour faciliter la maintenance. Cependant nous l’associons au principe « Flux » car le flux en continu est son objectif majeur. En effet, elle est guidée par deux idées :
  • Productive : réaliser au maximum la maintenance sans arrêt de la production
  • Totale : inclure tous les facteurs influençant le bon fonctionnement des machines et y associer tout le monde

Tirer les flux

Le principe ici est de mettre en place un système de production tiré par l'aval ; chaque étape de production amont est exécutée sur la demande de l'étape en aval, en partant du client.

Ce principe, bien qu’étant exprimé après le principe du flux dans le modèle « Lean Thinking » contribue à la réalisation du flux en continu. Il la renforce voire la force puisqu’il ne faut produire que le juste nécessaire à l’étape aval ; ni avant et bien sûr ni après.

On est dans le Juste-à-Temps. Il apporte la touche finale de réduction au maximum des stocks d'encours.

Poussé à l’extrême, le juste à temps est appliqué à chaque composant et pièce dans l’usine mais aussi chez les fournisseurs.

La méthode reine pour le flux tiré est le Kanban, système de cartes visuelles utilisées comme ordre de fabrication du poste aval vers le poste en amont, lorsque le poste aval à besoin de pièces.

Amélioration continue

Selon Toyota et la publication de « Toyota Way 2001 » il est clair que les deux principes les plus importants, devant tout autre principe ou méthode « technique » sont l’amélioration continue et le respect des individus.

On peut aisément comprendre pourquoi l’amélioration continue est si importante. Toyota a mis environ 20 ans à concevoir, déployer et raffiner le « Toyota Production System », avec un parcours semé d’embuches.  Cela a été une amélioration continue…qui se poursuit encore.

L’amélioration continue comporte trois éléments, exprimés comme suite par Toyota :

• Défis : « Nous développons une vision à long terme, nous relevons les défis avec courage et créativité pour réaliser nos rêves ».
• Kaizen : « Nous améliorons continuellement nos opérations, toujours à la recherche d'innovation et d'évolution. »
• Genchi genbutsu : « Nous pratiquons le genchi genbutsu... aller à la source pour trouver les faits pour prendre les bonnes décisions, construire un consensus et atteindre les objectifs à notre meilleure vitesse ».

Respecter l’individu, ou l’individu au cœur du Lean manufacturing

Selon Toyota, le respect des individus comprend deux aspects :

• Respect : « Nous respectons les autres, nous nous efforçons de nous comprendre, d'assumer nos responsabilités et de faire de notre mieux pour établir une confiance mutuelle »
• Travail d’équipe : « Nous stimulons le développement personnel et professionnel, partageons les opportunités de développement et maximisons la performance individuelle et collective »

Ces deux définitions peuvent paraître étrange pour certains. Il est important de comprendre que la notion de respect selon Toyota est assez différente de celle communément utilisée, notamment dans les pays occidentaux.

Le respect d’un individu tient beaucoup dans le fait qu’on le considère comme suffisamment responsable et compétent pour pouvoir résoudre des problèmes, apporter des solutions et contribuer à la performance de l’équipe pour laquelle il travail. Si un individu est performant, et qu’il apporte de la valeur à l’équipe alors il sera respecté par l’équipe.

Le côté plus traditionnel ou « humain » n’est cependant pas occulté ; de nombreux écrits ou citations l’indiquent : « respect pour l’humain », « traiter chaque travailler comme un individu ».

Nous concluons ce modèle unifié du Lean manufacturing en  soulignant que cette définition duale du respect fait que

L’individu n’est pas seulement pris en compte, mais est au cœur du Lean Manufacturing.

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