Christian HOHMANN

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Cinq étapes de la Théorie des Contraintes

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Christian HOHMANNLa Théorie des Contraintes propose un processus itératif d’amélioration en cinq étapes, qui vise à focaliser les efforts sur la seule contrainte.

Les cinq étapes sont les suivantes :

1. Identifier la contrainte (le goulot).

2. Exploiter la contrainte ; améliorer l’utilisation de sa capacité.

3. Subordonner tous les processus à la contrainte.

4. Augmenter la capacité de la contrainte si cela est pertinent.

5. Recommencer à l’étape 1 si la contrainte a changé.


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Pour les lecteurs qui ne sont pas encore familiers avec la notion de contrainte et de goulot, je recommande de lire les articles de vulgarisation "les basiques de la théorie des contraintes" de mon portail dans l'ordre proposé.


Identifier la contrainte

Une contrainte existe nécessairement, qui limite les performances du système, sans quoi ce système serait apte à fonctionner avec des performances infinies. Qu'est-ce qui empêche le système, l'organisation, le processus ou l'entreprise d'arriver à ses fins, à son but ? Quel est le maillon faible de cette chaine ?

Dans un contexte de production, le goulot est généralement connu, identifié intuitivement. Si ce n'est pas le cas, la ressource goulot se recrute volontiers parmi les machines ou installations coûteuses, au temps de cycle long, parmi les procédés spéciaux. Traditionnellement les stocks d'encours s'empilent devant le goulot et les ressources en aval du goulot sont en attente (Schéma ci-contre).

Remonter le flux depuis l'expédition en observant les occupations machines et les encours permet en général d'identifier le goulot.

Si la notion de goulot est généralement bien appréhendée dans les usines, la gestion intuitive des goulots n’aboutit qu’à de petites améliorations, alors que la compréhension et l’application des neuf règles de gestion de la théorie des contraintes apportent des améliorations significatives du débit, au point de retarder, voire de rendre inutile des investissements capacitaires supplémentaires.

La contrainte peut être réglementaire ou une décision "politique" de l'entité.

Une compétence particulière ou un savoir-faire spécifique peut faire d'un individu une ressource goulot.

Le marché peut se révéler goulot, incapable d'absorber plus d'offres. Dans ce cas, la limitation pour un compétiteur est égale à 100% de part de marché.


La notion de goulot / contrainte est fondamentale car cette ressource particulière limite le débit du système tout entier et en détermine le chiffre d'affaires et le niveau des stock.

L'objectif de la première étape est d'identifier la ressource goulot pour mieux l'exploiter.

Pour la nature des contraintes, consulter cet >article<

Pour aller plus loin, voir l'identification de la contrainte dans les notions avancées

On démontre par l'absurde que tout système subit au moins une contrainte, sans quoi il serait en mesure d'atteindre indéfiniment des performances élevées.

Goulot; ressource dont la capacité est en moyenne juste égale ou inférieure au besoin. La moyenne suppose que les petites variations sont éliminées sur l'horizon considéré.

En général, la contrainte est une ressource rare ou coûteuse. Si ce n'était pas le cas, si une ressource à capacité insuffisante posait problème mais n'est ni d'un coût prohibitif ni introuvable, le simple bon sens suffit à régler le problème : il faut se doter de la capacité manquante.



L'identification de la contrainte peut parfois être plus difficile lorsque le processus est soumis à forte variabilités. Les conditions changeantes peuvent faire apparaitre différentes ressources comme des goulots à certains moment. On évoque volontiers les "goulots baladeurs".



Le niveau de stock et d'encours est avant tout une résultante des performances des différents maillons qui composent le processus et des options de gestion qui sont prises.



Exploiter la contrainte

La contrainte détermine la performance, le débit, les ventes et les revenus du système tout entier. Exploiter la contrainte signifie utiliser toute la capacité de cette ressource pour atteindre le but, qui est généralement "faire du profit maintenant et dans le futur" ("Le But", Goldratt).

La règle n° 4 rappelle qu'une heure perdue sur un goulot est une heure perdue sur le système tout entier. Le goulot est donc précieux est la qualité de son exploitation capitale.

Tout ce qui interfère avec la maximisation du débit du goulot doit être amélioré ou éliminé.

Avant de songer à multiplier les ressources goulot, on cherche à utiliser de manière efficiente la capacité installée, d’autant qu’il est probable qu’une part plus ou moins importante de celle-ci est gaspillée par le fait de mauvaises pratiques et de l’ignorance des règles de la théorie des contraintes.

Une ressource goulot manque de capacité par définition. La ressource goulot est précieuse. Par conséquent la capacité de la ressource goulot est précieuse. Dégager un supplément de capacité est donc intéressant, surtout si cela permet de retarder, voire même d’annuler le besoin d’investissement dans de la capacité supplémentaire.

Comment l’exploiter ?

Si la performance de la ressource contrainte peut être suivie au travers de l’indicateur TRS, les techniques d’analyse et d’amélioration de productivité trouveront leur emploi (voir vidéos).

Parmi les inducteurs de gaspillages on trouvera les changements de séries / planning et/ou ordonnancement intempestifs, les changements de séries plus longs que nécessaires, les indisponibilités matières, outillage ou de personnels, les pannes, etc.

La qualité doit être garantie ou filtrée AVANT le goulot, afin d’éviter de gaspiller de la capacité très précieuse à traiter des éléments qui ne pourront être utilisés en aval pour raison de non-conformité.

Voir aussi dans les techniques avancées, l'exploitation de la contrainte avec le diagramme d'interférences et la vidéo sur les trois expériences à l'aide d'une bouteille


Initiation au TRS : mes vidéos relatives au TRS indiquent comment analyser les gaspillages de capacité et comment en cerner les causes.


Initiation au TRS 1ère partie (vidéo)


Initiation au TRS 2ème partie (vidéo)


Toutes mes vidéos sur ma chaine


Subordonner tous les processus à la contrainte

La contrainte détermine le débit de tout le processus. Produire en amont plus que le goulot ne peut en absorber ne fait que gonfler les encours devant le goulot. Les ressources en aval du goulot disposent comparativement au goulot de capacité en excès et se retrouvent le plus souvent en attente. Ne pas utiliser pleinement la capacité limitée du goulot est un gaspillage insensé.

Compte-tenu de cette réalité et des préceptes de la Théorie des Contraintes, le flux optimal est celui qui s'écoule sans accrocs au travers du processus, dont les ressources sont synchronisées sur le rythme le plus lent, celui du goulot. Or la tentation est grande de faire travailler les ressources non-goulot au maximum de leur capacité, pour ne pas "laisser les opérateurs ou les machines inoccupés".

Pour forcer la synchronisation, s'assurer de l'utilisation optimale du goulot et réguler l'activité des autres ressources, on utilise le principe Drum - Buffer - Rope (DBR ou Tambour - Tampon - Corde).

Drum Buffer Rope

L'expression Drum Buffer Rope renvoie au rôle de trois éléments du dispositif :

  • Drum, le tambour est une métaphore pour désigner la ressource qui bat le rythme, celle sur qui toutes les autres doivent "synchroniser" leur activité, en l'occurrence le goulot. On retrouve également l'appellation pacemaker ou ressource menante pour désigner le goulot qui impose le débit, le rythme.
  • Buffer, c'est le stock tampon qui protège la ressource extrêmement précieuse qu'est le goulot contre toute rupture d'approvisionnement. Ce stock est vertueux et amplement justifié car un arrêt du goulot signifie la perte du chiffre d'affaires pour tout le processus durant la durée de l'arrêt.
  • Rope c'est la corde qui empêche les ressources en amont et ayant des capacités en excès de produire plus que le goulot ne peut absorber. Cette corde est virtuelle, c'est une image.

Le concept DBR est une réponse à trois types de contraintes (au sens de la programmation) à intégrer :

  • la demande que l'on cherche à satisfaire
  • la capacité limitée du processus et/ou la disponibilité de la matière première
  • la maitrise des coûts (OE Operating Expenses)

En pratique, le tambour se matérialise par l'ordonnancement construit sur l'optimisation de la capacité du goulot, en vue de répondre à la demande. Toutes les autres ressources doivent se subordonner à cet ordonnancement, quand bien même ce n'est pas optimal à leur niveau (en vertu de la devise de la ToC). La conséquence, choquante pour les managers n'ayant pas embrassé la logique de la ToC, est que des ressources autres que le goulot peuvent rester sans travail. Il faut rappeler que la production de bien non vendus (non immédiatement vendables) est considérée comme un gaspillage et non pas comme de la création de valeur.

Le buffer est un stock tampon qui doit absorber les variabilités possibles et protéger le goulot contre les ruptures d'approvisionnement. Il est dimensionné en fonction de la protection à garantir au goulot et du rythme de production / réapprovisionnement des ressources amont.

La corde commande l'approvisionnement des matières à l'entrée du processus, dispositif qui évite aux ressources en amont du goulot toute tentation de travailler en avance, en piochant dans les stocks de matières disponibles. Une alternative consiste à ne dévoiler les ordres de fabrication qu'au fur et à mesure, selon le rythme du goulot. Dans ce dernier cas ce n'est pas la matière qui est retenue, mais l'information sur le planning de production.





Augmenter la capacité de la contrainte

Une fois que toutes les initiatives permettant de mieux exploiter le goulot sans investissements sont épuisées et si la capacité récupérée n'est toujours pas suffisante, il faut considérer l'augmentation de la capacité. Les différents leviers possibles sont :

  • Recruter du personnel si cela permet d'augmenter le Throughput
  • Investir dans des capacités supplémentaires ; machines, équipements, stations de travail...
  • Remplacer les machines, équipements, etc. avec des générations plus récentes, plus puissantes, d'autre technologie...
  • Sous-traiter la capacité manquante
  • Compléter la capacité avec des moyens anciens, plus simples...
  • ...

Les solutions doivent être choisies avec soin car certaines sont relativement inflexibles ; un investissement ou un recrutement lie l'entreprise pour un certain temps, l'addition de capacités ne produit des effets qu'après un certain délai, la sous-traitance peut comporter des risques, etc.


Recommencer à l’étape 1 si la contrainte a changé

Lorsque le goulot "saute", on verra apparaitre une nouvelle contrainte. C'est en général la ressource ayant la capacité la plus limitée juste après le goulot qui devient à son tour goulot. Il convient donc de reprendre la démarche depuis l'étape 1. En enchainant les cycles, on entretien l'amélioration continue.

Dans le jargon de la ToC, l'amélioration continue est appelée POOGI (Process Of OnGoing Improvement).



Bibliographie

  • "Synchronous Manufacturing: Principles for World Class Excellence", M. Michael Umble & Mokshagundam L. Srikanth
  • "Le Management par les contraintes en gestion industrielle. Trouver le bon déséquilibre",  Philip Marris

Mise à jour le Samedi, 09 Décembre 2017 15:28  

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