Christian HOHMANN

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Neuf règles et une devise

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Christian HOHMANN La Théorie des Contraintes (ToC) propose neuf règles et une devise pour gérer le(s) goulot(s). Ces neuf règles sont orientées gestion de production industrielle, la partie "originelle" de la ToC. Ces règles sont transposables dans les industries tertiaires moyennant adaptation au contexte.


Sommaire

  1. Il faut équilibrer les flux et non les capacités
  2. Toute perte de temps sur un goulot est une perte pour tout le système
  3. Tout gain de temps sur un non-goulot est un leurre
  4. L'activation d'un non-goulot ne doit pas être déterminée par son potentiel mais par les autres contraintes du système
  5. Les ressources doivent être utilisées, pas simplement activées
  6. Les goulots déterminent le débit de sortie et les niveaux de stocks
  7. Lot de fabrication et lot de transfert ne doivent pas forcément être égaux
  8. Les lots de fabrication doivent être de taille variable
  9. Les programmes de fabrication doivent prendre en compte toutes les contraintes simultanément

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1. Il faut équilibrer les flux et non les capacités.

Depuis que les organisations sont orientées processus, équilibrer les différentes capacités de ressources hétérogènes est une utopie. Il ne faut pas chercher la pleine occupation de chaque ressource, mais obtenir un écoulement fluide au travers du processus.


Dans le processus ci-dessus, les différentes ressources disposent de capacités totalement différentes. On remarque un point de découplage entre R2 et R3 qui se matérialise par un stock tampon qui absorbe les différences de rythme entre l'ensemble R1-R2 et l'ensemble R3 à R6.

Il est impossible d'équilibrer les capacités différentes et les aléas qui ne manqueront pas d'affecter les différentes ressources amèneront des fluctuations quant aux capacités disponibles à un moment donné.

En revanche il est possible de réguler le flux afin que l'écoulement des matières, des pièces ou des produits soit fluide, en calant le débit sur celui de la ressource la plus contrainte, le goulot.

Cette logique et les principes connexes sont parfaitement transposables à tout processus, aux activités tertiaires, de services ou d'administration.


2. Toute perte de temps sur un goulot est une perte pour tout le système

C'est la définition même du goulot qui implique la règle n°2 : le goulot conditionne le débit du système entier (R3 dans l'exemple ci-contre). Par conséquent, une perte de temps sur le goulot se répercute sur l'ensemble du système.

Le goulot ne dispose d'aucune réserve de capacité, il est exploité 24/7 et de ce fait ne peut rattraper le temps perdu. Non seulement la perte de temps sur le goulot est une perte pour tout le système, mais cette perte est définitive.

Inversement, toute action dégageant de la capacité supplémentaire sur le goulot sera profitable au système entier. Ce constat justifie l'attention qu'il faut porter prioritairement au(x) goulot(s), qui par leur statut particulier méritent un traitement de faveur. Ceci renvoie à la deuxième étape de la ToC ; exploiter la contrainte. Cela se fait à l'aide de méthodes et d'outils relevant de Lean et/ou Six Sigma, des réductions de temps de changements de séries à l'aide de SMED ou l'adaptation de la politique de maintenance pour limiter les arrêts.

3. Tout gain de temps sur un non-goulot est un leurre

C'est en quelque sorte la réciproque de la règle 2. En observant le schéma ci-contre, on voit bien que toute action qui ferait gagner du temps (sous-entendu améliore le débit) des ressources R4 ou R5 ne servirait à rien, car ces ressources restent tributaires du débit du goulot R3.

Un gain sur les ressources R1 ou R2 ne profiterait qu'au stock qui s'accumule devant le goulot R3, ce qui est sans intérêt, voire même risqué en termes de qualité, de préservation des produits, d'obsolescence, etc.


4. L'activation d'un non-goulot ne doit pas être déterminée par son potentiel mais par les autres contraintes du système

Compte-tenu de la règle n°3 et selon le principe Drum-Buffer-Rope, les ressources non-goulots doivent être subordonnées au goulot. Si on utilise les ressources selon leurs capacités, le déséquilibre inhérent aux ressources hétérogènes produira des stocks excédentaires devant le(s) goulot(s).


5. Les ressources doivent être utilisées, pas simplement activées

Srikanth et Umble proposent les définitions suivantes :

  • Activation : emploi d'une ressource pour produire
  • Utilisation : emploi d'une ressource pour générer du Throughput

Utilisation et plein emploi d'une ressource ne sont pas synonymes : l'activation se définit comme l'emploi d'une ressource, sans qu'il soit nécessaire qu'elle produise quelque chose d'utile au Throughput. Il ne faut donc pas confondre une utilisation utile mais inférieur au potentiel de la ressource, et son plein emploi qui cherche à en maximiser l'usage, même si cela n'est d'aucune utilité pour le Throughput.

Les indicateurs de productivité locaux conduisent fréquemment à suractiver les ressources en dépit des besoins réels.


6. Les goulots déterminent le débit de sortie et les niveaux de stocks

Il doit être acquis à ce stade que :

  • le débit global du système ne peut excéder celui de la contrainte au débit le plus faible
  • l'activation aveugle des ressources non-goulots en amont de la contrainte gonfle rapidement les stocks devant elle

Par ailleurs, la loi de Little rappelle que le temps de traversée (Lead time) d'un système est égal à la valeur des stocks et encours divisée par le débit. Or le Lead time est une variable hautement importante dans les environnements concurrentiels dans lesquels le time-to-market est un facteur critique de succès.

Ceci est important dans le cas de campagnes de production ou dans les cas de produits personnalisés dans lesquels un produit déterminé mettra un temps plus ou moins long à traverser le processus. La réduction des encours / taille de lots permet d'accélérer le temps de traversée. On rapprochera ce cas du fractionnement-lissage (heijunka) promu par Lean pour engager des séries plus courtes mais répétées fréquemment.

Ces constats justifient à eux seuls la règle n°6. Cependant, le goulot X doit être exploité au maximum et on ne peut se permettre de le laisser inoccupé. Il est donc conseillé de le protéger des éventuelles ruptures d'approvisionnement par un stock tampon, le buffer. Par ailleurs il est conseillé de protéger l'ensemble du système contre les ruptures d'approvisionnements par un buffer matières premières et de protéger le client par un buffer de produits finis.

Dans le schéma ci-contre les buffers sont représentés par le pictogramme usuel du triangle avec la lettre I (Inventory).

Remarque importante : le buffer protégeant le goulot est un buffer-temps et non pas un stock. Cela signifie que ce buffer est une file gérée en FIFO qui autorise une protection pendant un temps déterminé (nombre d'unités dans la file x temps de cycle du goulot).


Avec l'implémentation du concept Drum-Buffer-Rope (DBR) pour réguler les flux, les goulots déterminent bien le débit du système et tous les niveaux de stocks.


7. Lot de fabrication et lot de transfert ne doivent pas forcément être égaux

On distingue deux types de lots :

  1. le lot de fabrication, qui est un ensemble cohérent de pièces à traiter entre deux changements de séries
  2. le lot de transfert qui est la quantité de pièces déplacée simultanément entre deux ressources successives

Lorsque l'on distingue lot de fabrication et lot de transfert, c'est à dire que le lot de fabrication est fractionné en plusieurs lots de transfert, il est possible d'engager la production en parallèle sur plusieurs ressources simultanément. Le second avantage des lots de transferts inférieurs au lot de production est la faculté de transmettre à la ressource suivante N+1 le lot de transfert dès son achèvement sur la ressource N. Ceci est un levier d'accélération des flux.

Rappelons que pour un lot de A pièces, A-1 pièces attendent alors qu'une seule pièce est en traitement. Le transfert de ce lot ne pourra s'effectuer qu'après un délai égal à : A x temps de cycle unitaire. Si le lot est scindé en deux lots de transfert A/2, le transfert se fera au terme d'un délai deux fois plus court.

Le recours aux lots de transfert de plus petite taille lisse également flux comparativement aux lots de transfert important qui propagent des vagues de plus grande amplitude.


8. Les lots de fabrication doivent être de taille variable

Adopter une politique de taille de lots de fabrication fixe peut se révéler handicapant si la production subit une variation saisonnière ou des variations périodiques. Les tailles de lots fixes nuisent à la flexibilité et à la réactivité. Les durées de mises à disposition s'allongent, augmentent les coûts des stocks sans générer de throughput. A l'inverse, adapter la taille des lots de fabrication permet de mieux coller aux commandes, de réduire les durées et d'améliorer le taux de service et le throughput.



9. Les programmes de fabrication doivent prendre en compte toutes les contraintes simultanément

La planification et l'ordonnancement doivent se baser sur le goulot qui est le tambour (Drum ou pacemaker). Cette ressource ne doit absolument pas s'arrêter (hormis pour les changements de séries et les maintenances préventives). Il faut par conséquent que le planning de fabrication soit particulièrement robuste afin qu'un aléa, telle qu'une rupture d'approvisionnement, ne vienne pas interrompre une fabrication en cours. Ainsi faut-il veiller non seulement à la disponibilité des matières, mais également prendre en compte les capacités des différentes ressources en amont du goulot (CCR notamment), les contraintes de synchronisation éventuelles, les blocages éventuels pour contrôle qualité ou attente de résultat du laboratoire, etc.


La devise de la Théorie des Contraintes

L'optimum global n'est pas égal à la somme des optima locaux.

Pour les explications, voir l'article "la devise de la ToC"


Bibliographie

  • "Synchronous Manufacturing: Principles for World Class Excellence", M. Michael Umble & Mokshagundam L. Srikanth
  • "Theory of Constraints Handbook", J Cox & J Schleier
Theory of Constraints Handbook

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Mise à jour le Samedi, 18 Octobre 2014 06:38  

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