Heijunka est une technique d'ordonnancement consistant à lisser la production. Le principe de base consiste à travailler sur une base simple et répétitive, qui amène une certaine routine, donc une forme de stabilité, plutôt que d'essayer de coller aux variations des commandes.

Cet article introductif se fonde sur un exemple simple pour démontrer l'intérêt de cette technique.

Le fractionnement-lissage par l'exemple

Soit un atelier dont le temps d'ouverture est de 7 heures par jour, 5 jours par semaine, 20 jours par mois.

On y fabrique un produit en une heure, disponible en 6 finitions (couleurs) et dont la demande mensuelle moyenne se distribue comme suit:

Cette demande est absorbable, comme l'adéquation charge-capacité le confirme : 7h x 20j =140 heures disponibles / mois. Les temps de changement de modèles sont négligeables.

Première approche, la planification "traditionnelle"

Une approche relativement commune en production "de masse" tend à optimiser l'emploi des ressources, rechercher les économies d'échelle par les grandes séries et donc la minimisation des temps passés à changer de modèles. Il est également courant, mais pas systématique, de démarrer le mois avec les séries les plus importantes, reléguant les petits lots vers la fin du mois.

Cette manière de faire est induite par la taille des séries qui suggèrent que sur les produits très demandés aucune rupture n'est permise. La plupart du temps cependant, il n'y a pas d'autre justification que le soucis des planificateurs et/ou des producteurs de se ménager des périodes de calme relatif durant les grandes séries.

L'image ci-dessous montre l'ordonnancement :

• Les colonnes représentent les jours ouvrables du mois
• Chaque case du tableau représente le créneau d'une heure. La première heure étant la ligne la plus basse.
  
• Chaque rectangle de couleur figure la fabrication d'un produit de la couleur correspondante

A titre d'exemple, le modèle rouge (taille de lot = demande mensuelle moyenne de 28 unités) est produit en quatre jours (4j x 7h x 1h/produit = 28).

Dans ce cas, le client qui désire une unité de chaque couleur, soit 6 produits au total et passant commande le premier jour du mois, devra attendre la fin du mois (soit 20 jours ouvrés) avant d'être livré. Cette durée d'attente est à mettre en rapport avec le temps de fabrication nécessaire cumulé qui est de 6 heures.

Le ratio temps utile / temps total est de : 6h / 20j x 7h = 4%

Une première amélioration

Une première amélioration peut être l'inversion des séries ; commencer le mois par les séries les plus courtes afin de réduire l'attente due aux produits "exotiques" ou d'épicerie comme on nomme couramment les produits aux commandes les moins fréquentes.

Notre client peut maintenant être livré au bout de 12 jours, ce qui est déjà un gain substantiel. Le ratio temps utile / temps total passe à : 6h / 12j x 7h = 7%

Mais évidemment cette amélioration n'est qu'apparente, car la même commande passée le deuxième jour reviendra à une attente de 20 jours, s'il ne reste plus de produits mauves en stock et si cet ordonnancement se répète le mois suivant.

Pour améliorer le time to market et gagner en flexibilité, il faut fractionner les lots de production. Il s'agit de trouver un compromis entre la taille minimale des lots, le coût et les efforts de changement de série et les gains d'échelle apportés par les séries longues (taille de lot dite "économique"), ainsi que de pouvoir travailler avec un rythme, une constance et de manière standardisée.

Trouver une trame de base répétable

En reprenant les données de la demande moyenne mensuelle, on cherche à établir une trame rythmique répondant à nos critères d'optimalité de taille de lots.

Pour ce faire, nous définissons la maille de temps de base comme étant la semaine. Dans le tableau ci-dessous, on reprend les données du besoin mensuel (colonne B) et on en déduit le besoin moyen hebdomadaire (C). Bien entendu, on ne peut produire que des unités entières, d'où la nécessité d'arrondir (D). Or les arrondis nous laissent un temps de marge et pour l'utiliser il faut arbitrer quel modèle sera produit "en excès" (E). La colonne E devient le plan de production hebdomadaire.

La colonne F reconstitue le plan mensuel, dont la correspondance avec le besoin initial B est vérifiée en G. L'arbitrage des arrondis conduirait au bout des quatre semaines de notre mois à produire 2 unités vertes et 2 unités oranges en trop, alors que 2 unités jaunes et 2 unités mauves nous manqueraient.

Ceci sera donc ajusté durant la quatrième semaine.

La représentation visuelle de notre planification est figurée ci-dessous. Chaque semaine on répète la trame de base (colonne E) et les ajustements sont opérés la dernière semaine du mois.

Notre client, désirant une unité de chaque au plus vite et passant commande le premier jour du mois pourra être servi à la fin du troisième jour. L'amélioration de la "performance" se mesure par le ratio temps utile / temps total qui est de : 6h / 3j x 7h = 28,5%

Ces trames-types se répétant de semaine en semaine, le temps d'attente pour notre client est au plus de 5 jours ouvrables.

Heijunka box, la boite à ordres

Une Heijunka box est une boite à cases, basée sur le principe du tableau, par tranche horaire, une case représentant une heure. Tous les ordres de fabrication sont distribués dans les cases, en fonction de l'ordonnancement.

L'opérateur de production alimentant le processus prend les ordres de fabrication de la case correspondant à l'heure qui commence et exécute les commandes dans l'ordre de l'ordonnancement. Ce système très simple est également très flexible, puisque l'on peut replanifier facilement la production.