Lean Manufacturing

Histoire du Lean:

L'histoire du Lean nous montre que sa création s'est faite par l'intégration de méthodes et bonnes pratiques s'inscrivant toutes dans une logique d'optimisation du processus de fabrication. C'est ainsi plus la philosophie sous-jacente au Lean qui a conduit à intégrer ces méthodes existantes, et qui permettra d'ailleurs de continuer à faire évoluer le Lean Manufacturing avec la prise en compte de nouvelles méthodes. Il est donc préférable, plutôt que de méthode Lean, de parler de démarche Lean. Cette précision permet également d'attirer l'attention sur le fait que, comme tout modèle, le plus important est de bien appréhender les concepts pour pouvoir appliquer les "outils" de manière pertinente dans une situation donnée.

chronologie

1890, Frederick W. Taylor crée l’Organisation Scientifique du Travail (OST). Sa théorie présuppose qu'il existe un moyen efficient pour effectuer une activité humaine, et que ce moyen pouvait être défini par l’étude scientifique. Une fois l’étude réalisé par un technicien, les opérateurs pouvaient être formés à la meilleure façon de réaliser l’activité. En suivant ces méthodes la sécurité, la qualité et la productivité augmentèrent. L’erreur fondamentale de W.Taylor était dans sa conviction que les techniciens étaient mieux placés pour déterminer les meilleurs méthodes de travail. Cette organisation S’appui sur les concepts de «l’étude des temps» et de «la standardisation».

1904, Frank Gilberth travail sur la productivité dans les chantiers de construction, avant de rencontrer en 1907 F.Taylor. Bien que les Gilbreth étaient partisan d’une approche scientifique du travail, ils comprenaient également la nécessité de la satisfaction du travailleur en tant que composante de la productivité. L’opposition entre les 2 partis était inévitable. L'apport des Gilberth est évidemment sur l'étude des mouvements, aboutissant à la décomposition du travail en la combinaison de 17 micro-mouvements (Therbligs). Ces travaux amèneront à la décomposition du travail en temps élémentaire, permettant l’étude des mouvements (MTM) et l’optimisation des activités. Ces travaux ont permis également d'ouvrir le champs de l'ergonomie.

1908, Henry Ford développa une méthode industrielle inspirée du taylorisme alliant un mode de production en série fondé sur 2 principes :

La mise en place de cette méthode au début du XXe siècle révolutionna l'industrie américaine en favorisant une consommation de masse. Le problème avec le Fordisme était son incapacité à offrir de la variété. "Les gens peuvent choisir n'importe quelle couleur pour la Ford T, du moment que c'est noir."

1919, Edition du livre "The Instructor, The Man and The Job” de Charles R. Allen, traitant de l'art de la formation dans l'industrie: Montrer, Expliquer, Faire faire, Vérifier.

Durant la 1ère guerre mondiale, la société de flotte d’urgence du conseil de marine marchande des États-Unis lança un programme de formation pour décupler le nombre d’ouvriers des chantiers navals afin de répondre aux besoins. Ils engagèrent Charles R. Allen, un instructeur professionnel du Massachusetts pour exécuter le programme de formation. La méthode a clairement servi de base pour les programmes de TWI développée 20 ans plus tard.

Dans les années 20, Alfred P.Sloan améliore le Fordisme en introduisant chez GM le concept de diversité à la fois par la segmentation des marques (GM détient les marques Chevrolet, Pontiac, Oldsmobile, Buick et Cadillac) mais aussi par le principe de l’obsolescence programmée en renouvelant les modèles par des combinaisons d’éléments de bases standardisés. Afin de répondre à ce modèle industriel les ateliers de fabrication se peuplèrent de machines plus productive, plus volumineuse et plus complexe, mais au détriment d'une augmentation des stocks et d'une immobilisation des capitaux investit dans les machines. De plus le décalage temporel entre les étapes du processus et des gammes de pièces complexes nécessaires de plus en plus sophistiquées aboutir à l'approvisionnement des besoins matières par des systèmes lourd (MRP).

1924, S.Toyoda invente un métier à tisser automatique. Ce métier a été la source du principe Jidoka (autonomation : la machine s'arrête quand un problème se produit). Il a également développé le concept du 5 pourquoi.

1931, Walter A. Shewhart invente les cartes de contrôle. Ses travaux sont la base de la Maîtrise Statistique des Processus (MSP)

1941, Training Within Industry : Afin d’assurer l’effort de guerre, le gouvernement développa un système d’apprentissage basé sur les travaux de C.Allen afin de former 1million de personnes dans plus de 16000 entreprises américaines. En effet des milliers de travailleurs qualifiés sont enrolés dans l’armée, créant un besoin vital de former rapidement une main d’œuvre afin d’assurer l’effort de guerre. Le gouvernement conscient de ce problème, créa le TWI afin de fournir des conseils et formations aux entreprises. Les dirigeants de cette organisation (Channing Riz Dooley, Walter Dietz, Mike Kane et William Conover ) développèrent un système de formation les 3 J-program:

Après la capitulation du Japon en 1945, Le service TWI ferma, et les J-program disparurent de l’industrie américaine. Toutefois, la nécessité de reconstruire l’industrie japonaise dans un contexte de pénurie de main d’œuvre qualifié dans les années 50, conduisit le gouvernement japonais a former ses entreprises selon J-program. Toyota incorpora les J-program dans ce qui allait devenir le Système de Production Toyota :

Après la seconde guerre mondiale, Kiichiro Toyoda développa un système de production qui permettait à la fois d'obtenir un faible coût de la qualité, de la diversité et des délais réduits pour répondre aux désirs changeants des clients. Le Toyota Production System était né :

Dans les années 70, Toyota se démarque de ses concurrents japonais par une meilleure résistance aux chocs pétroliers. C’est cette performance qui va concentrer l’attention des industriels, d’abord japonais, sur le Toyota Production System.

James P.Womack et Daniel T. Jones du M.I.T. ont étendu le concept dans le livre "Le système qui va changer le monde" (1991) à l’ensemble de l’entreprise en lui donnant un cadre théorique cohérent. Dans un deuxième livre, "Système Lean: Penser l'entreprise au plus juste" (1996), les mêmes auteurs distillèrent ces principes :

La théorisation des méthodes appliquées par Toyota a conduit à la formalisation du concept généralisé de Lean Manufacturing. Sur ces bases, le Lean Manufacturing est en constante évolution. D'abord implantée dans les ateliers de production, perçue comme une méthode pertinente pour combattre tous les types d’inefficacité, elle s'est rapidement étendue aux autres activités comme les services administratifs (Lean Office), le développement de produit (Lean Development) et même au développement informatique (méthodes agiles).

Définition:

Le lean manufacturing est un système de production qui a pour objectif de réduire la lourdeur d’une organisation pour la rendre plus adaptable aux fluctuations du marché. Le moyen pour obtenir cette flexibilité est l’élimination des gaspillages générées par une organisation et des processus non optimisés. Pour atteindre un tel objectif, il convient d'agir sur les trois sources d'inefficacités de tout système opérationnel : les gaspillages (Muda), la variabilité (Mura) et l'excés (Muri).

S’appuyant sur une démarche d’amélioration continue (Kaizen) des processus de la chaine de valeurs, La dynamique de ce système est animée par le management participatif qui s’appuie sur l’engagement de l’opérateur dans le travail.En opposition avec le Taylorisme qui niaient la créativité des opérateurs, L’opérateur devient une Ressource Intelligente, acteur du changement.

Le Lean Manufacturing lie donc la performance (productivité et qualité) à l'agilité d’une entreprise, qui doit être capable de reconfigurer en permanence l’ensemble de ses processus (réactivité industrielle) afin de fournir au client ce qu’il veut, quand il veut, en utilisant un minimum de ressources (5M).

La démarche Lean:

La maison Lean:

F.Cho schématisa dans les années 70 le Système de Production Toyota (TPS), par une maison soutenue par 2 piliers : le juste à temps et l’autonomation.

maison Lean
maison Lean de F.Cho

Le fronton correspond à l’attente du client en termes de coût, qualité et délai.

Lead time plus court + Qualité plus élevée = Coût réduit

Le coût étant une résultante du délai et de la qualité du processus, le système de production s’articule autour de 2 piliers:

Le système de production Toyota est, de fait, un système, et il est audacieux d’ignorer l’un des deux piliers. Par ailleurs, la symétrie en est étonnante. Dans une perspective de circulation de l’information, l’outil phare du juste-à-temps, le kanban, sert à éviter les boucles d’informations centralisées (de type programmation par le MRP) pour ne contrôler le système de production que par des boucles d’information locales. En ce faisant, on évite les phénomènes d’amplification.

De la même manière, le jidoka permet de mettre en place des boucles courtes d’identification de la non-conformité et de réaction immédiate, ce qui incite les équipes à travailler autant à court terme sur le terrain que dans des analyses de causes fondamentales pour éviter la récurrence des problèmes.

Le Jidoka est le moyen de maintenir en permanence l’attention de la production et des services supports sur les tâches à valeur ajoutée pour l’entreprise.

En obligeant la production à réagir instantanément, il permet d’éviter qu’elle ne s’écarte de son objectif de production et d’amélioration.

Et en assurant une publicité immédiate et massive à tous les problèmes de production, il impose aux services supports une réactivité considérable dans le traitement de ces problèmes et leur dicte leur agenda.

Comme tout édifice, il est nécessaire d’avoir une base solide et stable. La stabilité des 5M est nécessaire à tout processus lean. Attention la stabilité n’est pas l’immobilisme c’est-à-dire que le cap est stable (HOSHIN) mais l’amélioration est permanente.

Cette stabilisation permet aux équipes opérationnelles de travailler sur le terrain afin d’améliorer pas à pas la qualité et faire la chasse aux gaspillages par des chantiers Kaizen.

Le juste à temps:

Mis en œuvre par T.Ohno, le juste à temps est une organisation utilisant des techniques de productions à flux tendus, c'est à dire sans attente ni stock. L’atelier de production doit assurer un écoulement sans interruption de la valeur le long de sa chaîne de production (flux tirés pièce à pièce), en produisant au rythme de la demande (Takt Time). Les tâches productives sont standardisées de manière à faciliter l'amélioration continue par suppression des tâches non créatrices de valeur.

Les critères du Juste à temps sont résumés par la loi des cinq zéros : zéro stock, zéro délai, zéro défaut, zéro panne, zéro papier.

Ce système ne tolérant aucune anomalie de production, il est nécessaire en parallèle d'éliminer les aléas (Mura).

Donc une production en juste à temps intègre :

Finalement le juste à temps réduit le lead time en :

Jidoka:

L’objectif du Jidoka est de concentrer immédiatement les efforts sur les anomalies et de régler les problèmes au fil de l'eau, tout en responsabilisant les opérateurs et leur encadrement.

Le fait de régler les problèmes au fil de l’eau assure que le choix de l’ordre des améliorations qualités est conduit par les anomalies de production.

Le Jidoka est un ensemble de systèmes de détection automatique en temps réel des non-conformités, dans le but de ne produire aucune pièce mauvaise. Il repose sur 2 principes :

Mise en oeuvre:

L’amélioration continue est un processus de réduction des gaspillages (Muri, Mura, Muda) dans le but de réduire le lead time et les non-conformités. Ce processus s’inscrit dans la durée par des innovations incrémentales qui deviendront des standards par la suite.

Compte tenu des changements induits par les méthodes Lean dans le travail quotidien, il est nécessaire de préparer le terrain avant de se lancer à corps perdu dans la chasse aux gaspillages.

Préalable : la conduite du changement

D’après le modèle de Knoster, il suffit qu’un des 6 éléments (Vision, Consensus, Compétences, Incitations, Ressources, Plan d’actions) manque pour que le processus de changement soit inhibé.

Modèle Knoster
Modèle de la conduite du changement - Knoster (1991)

La vision :

La vision est la formulation d’une stratégie à long terme par le top management. La stratégie est la perception de ce que l'organisation devrait ressembler et comment elle devrait fonctionner pour atteindre ses objectifs.

Sans cette vision, la confusion règne dans l’organisation. Les équipes n’ayant pas de cap, ne se coordonneront pas sur les objectifs. Chacun aura ses objectifs avec le risque que ceux-ci soient en opposition avec ceux de ses collègues.

La démarche lean doit rentrer dans le cadre de cette vision. En effet la démarche lean est une démarche sur le long terme et permet la recherche de l’excellence. La première phase est donc de former et de convaincre le top management des avantages du lean. Et quoi de mieux qu’une cartographie des flux (VSM : Value Stream Mapping) pour convaincre le top management. La VSM est un outil visuel d’identification des dysfonctionnements des processus du système considéré. Il permet de prioriser les actions à mettre en place pour résoudre ces dysfonctionnements.

Le consensus:

Le consensus est la compréhension de la vision et son intégration dans son propre système de valeur (coopération). Ce consensus nous permet de travailler ensemble dans une atmosphère de soutien et d'encouragement (collaboration). Et de développer une communauté d'apprentissage qui réunit des compétences et de l'expertise (collégialité).

L’absence de consensus provoque le sabotage, c’est-à-dire la non-conviction de devoir travailler activement ensemble pour maintenir le cap.

Les compétences:

Tout changement génère de l’anxiété chez ceux qui estiment qu'ils n'ont pas les connaissances ou l'expertise nécessaire pour faire face aux nouvelles situations. Le rôle du hiérarchique est donc primordiale. Il doit être capable d’identifier toute connaissance ou expertise requise pour progresser. Il doit rassurer ses collaborateurs en les mettant en position de réussite dans le cadre du consensus. Chaque nouvelle expérience se doit d’être positive c’est-à-dire que l’échec n’est qu’une façon d’apprendre ce qu’il ne faut pas faire. C’est le rôle du retex (le A du PDCA).

Les incitations:

Pour changer vous devez y trouver un intérêts. Si ce changement n’a pas de signification personnelle ni aucun avantage pour la personne alors elle rentrera en résistance.

Les ressources:

Rien de plus frustrant que d’avoir un objectif, de le partager mais de ne pas avoir les moyens de le mettre en œuvre. C’est à la hiérarchie de mettre en place les ressources nécessaires pour procéder aux changements (ressources supplémentaires, formation, temps de préparation suffisante…).

Le plan d'actions:

Le plan d’actions permet d’agir. Accès sur les objectifs, il permet de partager et de comprendre ce qu’il faut faire et comment.

Le 5S: 1er outil Lean

Le 5S est un outil très puissant pour conduire le changement. Sa mise en place permet de mettre en action la vision de la direction. La réussite de cette mise en œuvre permet de créer le consensus. Il permet également de rassurer sur les compétences de chacun dans ce changement. En effet l’outil est simple à appréhender, facile à mettre en place et très concret. Les résultats sont visibles immédiatement. Il permet également d’améliorer rapidement le quotidien des opérateurs, il n’y aura donc pas ou peu de résistance au changement.

Un des écueils récurrent dans la mise en place du 5S est le manque d’investissement. En effet dans la phase de chantier initial, la production est arrêtée, ensuite le chantier induit des changements de comportement générant dans un premier temps des aléas, ces aléas doivent être compensés par un renforcement des équipes (support maintenance, méthode, qualité…). Si le top management n’y consens pas, les équipes seront frustrer, et le changement sera inhibé.

L'animation: Cœur de la dynamique de l'amélioration continue

Dès la fin du chantier 5S, il est nécessaire d’animer les AIC, afin de mettre en œuvre le processus d’amélioration continue par le biais des plan d’actions. Sans cette dynamique, le chantier ne sera qu’un coup d’épée dans l’eau, sans avenir.

La résolution des problèmes:

Il existe de très nombreuses méthodes de résolution de problèmes, mais elles découlent toutes de deux idées :

Matrice des méthodes de résolution de problèmes
Matrice des méthodes de résolution de problèmes - Chabanne (2009)

Le management participatif:

Introduction au comportement humain:

La pyramide de Maslow:

Pyramide de Maslow
Pyramide de Maslow

A.Maslow estime que les besoins élémentaires (physiologiques et de sécurité) étant satisfaits, la personne cherche ensuite à satisfaire les autres besoins d'ordre supérieur de façon à alimenter sans cesse ses motivations. Un besoin d'ordre supérieur ne peut être satisfait que si les précédents le sont. Il définit 5 catégories de besoins: