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Guide · Lean manufacturing

Le Lean manufacturing de bout en bout : diagnostiquer, mesurer, améliorer, tenir

Une méthode complète pour voir où part le temps dans un atelier, décider quoi attaquer en premier, mesurer l’effet, et faire en sorte que le gain tienne. Suivie sur un seul atelier, du premier jour au gain mesuré.

Par Dimitri Jacquin, le , mis à jour le

Le Lean souffre d’un malentendu tenace. Beaucoup le réduisent à des étiquettes de couleur sur des armoires et à une réunion debout de cinq minutes le matin. C’est autre chose : une méthode complète pour voir où part le temps dans un atelier, décider quoi attaquer en premier, mesurer l’effet, et faire en sorte que le gain ne se dissolve pas six mois plus tard.

Cette page est le guide que j’aurais voulu trouver quand j’ai commencé. Pour qu’elle ne soit pas une liste d’outils posés les uns à côté des autres, je l’ai construite autour d’un atelier unique, que l’on suit du premier jour de diagnostic jusqu’au gain mesuré. Chaque outil apparaît au moment où le problème le réclame, avec le calcul qui va avec.

L’excellence opérationnelle, en une définition

Excellence opérationnelle = Lean + Six Sigma. Le Lean élimine les temps morts et les gaspillages, Six Sigma réduit les défauts. Les deux ensemble agissent sur le procédé, et c’est de là que vient la performance. Séparés, chacun laisse la moitié du problème sur la table.

Le Lean est le plus humain des deux. Il vise à créer de la valeur en misant sur l’intelligence du groupe : ceux qui font le travail savent où il coince, et une démarche qui ne leur demande rien n’obtient rien. Six Sigma, lui, apporte la rigueur de la mesure, parce qu’une grande partie des surcoûts d’une usine vient de la non-qualité, et que la non-qualité ne se traite pas à l’intuition.

Et la phrase qui évite le contresens le plus répandu : le Lean, c’est vouloir que le produit avance plus vite, pas les gens. Le jour où une démarche Lean se met à presser les opérateurs au lieu de fluidifier le flux, elle a changé de nature, et elle est perdue.

L’atelier qui sert de fil rouge

Avertissement, et il compte

Cet atelier n’existe pas. Je l’ai construit de toutes pièces pour que les chiffres se tiennent d’un bout à l’autre de la page : chaque calcul qui suit se vérifie avec les précédents, et vous pouvez refaire les divisions. Aucun chiffre de cette page n’est présenté comme une mesure réelle, une statistique de marché ou le résultat d’une étude.

Les quelques ordres de grandeur issus de la pratique du métier, quand il y en a, sont annoncés comme tels à l’endroit où ils apparaissent.

La situation au premier jour

Un atelier de tôlerie fine fabrique des coffrets électriques métalliques. Cinquante personnes, cinq étapes : découpe, pliage, soudure, peinture, montage. Une équipe par jour, sept heures trente de travail effectif, soit 450 minutes, pauses déduites.

  • Le client demande 400 coffrets par jour, en trois modèles : 200 petits, 120 moyens et 80 grands.
  • En heures normales, l’atelier en sort 254. Avec une heure supplémentaire chaque soir et des samedis travaillés, il en livre en moyenne 320 par jour : le reste s’accumule en retard.
  • Le taux de service, c’est-à-dire la part des commandes livrées complètes et à l’heure, est à 78 %.
  • Il faut 14 jours à une tôle pour traverser l’atelier, parce qu’en permanence 4 480 coffrets commencés mais pas finis attendent entre les postes. C’est ce qu’on appelle l’en-cours.
  • Le directeur veut acheter une deuxième cellule de soudure robotisée. Elle coûte le prix d’une maison.

La question de cette page est simple : faut-il acheter cette machine ? Et si non, que faut-il faire à la place ? Nous y répondrons avec un chiffre, à la fin.

Voici l’atelier tel qu’on le trouve le premier jour. Tout le reste de la page s’appuie sur ce dessin : ce qui circule entre les postes, comment, et pourquoi ça s’empile.

L’atelier au premier jour : qui travaille où, et ce qui circuleCommandes du clientPlanningDécoupe40 s par coffretlaser · 2 pers.Pliage55 s par coffretpresse · 2 pers.Soudure90 s par coffretrobot · 4 pers.Peinture35 s par coffretligne · 3 pers.Montage70 s par coffret6 établis · 6 pers.3 jpalettes5 j40 chariots2 jchariots4 jchariotspuis livréau client80 m, un cariste par tournéesLe pliage ne change d’outil qu’une fois par jour : chaque changement lui coûte 35 minutes.Il plie donc tout un modèle d’un coup : 400 coffrets, qui partent sur dix chariots de 40.La cellule de soudure, à 90 s par coffret, ne suit pas : 40 chariots attendent devant elle.Au total, 4 480 coffrets attendent entre les postes, et une tôle met 14 jours à traverser.
En haut, le flux d’information : le planning transforme les commandes en listes de fabrication et en envoie une à chaque poste, en pointillés. En bas, le flux physique, de gauche à droite, avec sous chaque flèche le stock qui attend et la façon dont il voyage. Chaque poste produit parce que le planning le lui demande, pas parce que le poste suivant en a besoin : c’est ce qu’on appelle un flux poussé.

Qui fait quoi : les cinquante personnes de l’atelier

Un flux ne se comprend pas sans savoir qui le fait tourner. Dix-sept personnes travaillent directement sur les coffrets, en une seule équipe.

PosteÉquipementEffectifQui fait quoi
DécoupeUn laser2L’un conduit le laser, l’autre trie les pièces découpées et les range sur palette
PliageUne presse plieuse2Les panneaux sont grands : l’un conduit la presse, l’autre présente et retourne la tôle
SoudureUne cellule robotisée4Deux opérateurs chargent et déchargent le gabarit du robot, un soudeur reprend à la main ce que le robot n’atteint pas, un régleur programme le robot
PeintureUne ligne de peinture poudre sur convoyeur3L’un accroche les coffrets, l’autre poudre, le troisième décroche et contrôle
MontageSix établis en ligne6Chacun monte une partie : charnières, serrure, joint, plaque de fond, contrôle, emballage

Autour d’eux, quinze personnes font tourner l’atelier sans toucher le produit : cinq en logistique (réception, magasin, un cariste qui déplace les chariots entre les postes, expédition), deux en maintenance, deux en qualité, trois aux méthodes, qui programment le laser, la presse et le robot, une au planning et deux pour l’encadrement. Les dix-huit dernières travaillent hors de l’atelier : bureau d’études, commerce, achats, finance, direction.

Un point de lecture, qui évite un contresens sur tout le reste de la page. Le temps inscrit sous chaque poste n’est pas le temps de travail d’une personne : c’est l’intervalle entre deux coffrets qui sortent du poste, tous ses opérateurs ensemble. Au montage, six monteurs se partagent le travail, chacun sur son établi : il sort un coffret toutes les 70 secondes. À la soudure, c’est le robot qui fixe le rythme : un coffret toutes les 90 secondes.

Et pourquoi pas une deuxième équipe à la soudure ?

C’est la première question qu’un industriel pose, et elle est juste : un robot qui ne tourne que sept heures et demie par jour est une machine chère qui dort les deux tiers du temps. La direction l’a tentée. En un an, elle n’a trouvé ni régleur de robot ni soudeur pour une équipe du soir.

Et même si elle y parvenait, une deuxième équipe paierait chaque jour les mêmes pertes que la première : le robot à l’arrêt une partie de chaque cycle, et 44 minutes perdues en changements de gabarit. Récupérer d’abord la capacité perdue reste le premier geste. Une deuxième équipe viendra ensuite si la demande continue de monter, et elle travaillera alors sur une cellule qui ne gaspille plus rien.

Les outils traités dans cette page

Chacun apparaît au moment de l’histoire où le problème le rend nécessaire, jamais avant.

VSM, cartographie de la chaîne de valeur

Takt time et équilibrage Yamazumi

Loi de Little, en-cours et délai

TRS, ses trois facteurs et ses pièges

Six grandes pertes

5S et travail standardisé

Management visuel et andon

Kanban et flux tiré

SMED, les quatre étapes

Heijunka, le lissage

Cellule en U et pièce à pièce

Théorie des contraintes

Jidoka et poka-yoke

PDCA et rapport A3

Pareto, Ishikawa, 5 pourquoi

8D et AMDEC

MSP et cartes de contrôle

DMAIC, les cinq étapes

Capabilité, Cp et Cpk

MSA et R&R

Plans d’expériences

TPM et maintenance autonome

Kaizen et chantier hoshin

Gemba et plan de 90 jours

Le décodeur : tous les sigles, une fois pour toutes

Le Lean parle japonais et anglais. Voici la traduction complète, à garder sous la main. Chaque sigle est redéveloppé entre parenthèses à chacune de ses apparitions dans le texte : vous ne devriez jamais avoir à remonter jusqu’ici.

Sigle ou motCe qu’il veut direEn clair
TPSToyota Production SystemLe système d’origine, dont le Lean est la lecture occidentale
JAT ou JITJuste à temps, Just In TimeProduire ce qui est demandé, quand c’est demandé
MudaGaspillageTout ce que le client ne paierait pas
MuraIrrégularitéLe à-coup, les pics et les creux
MuriExcès, surchargeHomme ou machine poussés au-delà du raisonnable
GembaLe lieu réelL’atelier, là où le travail se fait
KaizenChangement pour le mieuxAmélioration continue par petits pas
KanbanÉtiquette, carteLe signal qui déclenche le réapprovisionnement
JidokaAutonomationLa machine s’arrête seule dès qu’il y a un défaut
AndonLanterneLe signal lumineux d’appel à l’aide au poste
Poka-yokeParade à l’erreur involontaireLe détrompeur qui rend l’erreur physiquement impossible
HeijunkaLissageÉtaler volume et mélange au lieu de produire par gros lots
VSMValue Stream MappingCartographie de la chaîne de valeur
TRS / OEETaux de rendement synthétique, Overall Equipment EffectivenessLe rendement réel d’une machine, en pourcentage
TRG et TRETaux de rendement global, taux de rendement économiqueLe même rendement, rapporté à des durées plus larges
SMEDSingle Minute Exchange of DieChanger d’outillage en moins de dix minutes
TPMMaintenance productive totaleL’opérateur entretient sa machine, la maintenance traite le lourd
PDCAPlan, Do, Check, ActPlanifier, dérouler, contrôler, ajuster
DMAICDéfinir, Mesurer, Analyser, Améliorer, ContrôlerLa démarche Six Sigma, cousine du PDCA
AMDECAnalyse des modes de défaillance, de leurs effets et de leur criticitéPrévoir les pannes avant qu’elles arrivent
IPRIndice de priorité de risqueLa note de criticité calculée dans une AMDEC
MSP / SPCMaîtrise statistique des procédésDistinguer la variation normale de la vraie dérive
FPYFirst Pass YieldTaux de bon du premier coup, sans retouche
RTYRolled Throughput YieldRendement roulé : le bon du premier coup sur toute la chaîne
OTIFOn Time In FullLivré à l’heure et complet : le taux de service
Cp et CpkIndices de capabilitéCp mesure la dispersion, Cpk ajoute le centrage
DPMODefects Per Million OpportunitiesDéfauts par million d’occasions
MSA et R&RAnalyse du système de mesure, répétabilité et reproductibilitéVérifier que l’instrument de mesure est fiable avant tout
MTBF et DMRMean Time Between Failures, délai moyen de réparationTemps entre deux pannes, et temps pour réparer
BFRBesoin en fonds de roulementL’argent que l’entreprise avance avant d’être payée, stocks compris
DOEDesign of ExperimentsPlans d’expériences
SIPOCSupplier, Input, Process, Output, CustomerLa carte d’identité d’un processus, sur une page

1. D’où vient le Lean, et pourquoi ça change tout

Le Lean est la lecture occidentale du système de production Toyota, le TPS pour Toyota Production System, formalisé par Taiichi Ohno et Shigeo Shingo après la seconde guerre mondiale. Le contexte importe : Toyota n’avait ni le capital ni le marché pour produire en grandes séries comme Ford. La contrainte a produit la méthode. Puisqu’on ne peut pas amortir un stock, il faut produire petit, vite et juste. Puisqu’on ne peut pas se permettre de trier les défauts à la fin, il faut ne pas les fabriquer.

On représente traditionnellement le TPS (Toyota Production System) sous la forme d’une maison. Cette image n’est pas décorative : elle dit qu’un toit ne tient pas sans piliers, et que des piliers ne tiennent pas sans fondations. Notre atelier de coffrets veut le toit, la qualité et le délai, sans avoir posé les fondations. C’est le résumé de toute son histoire.

Qualité, coût, délai, sécuritéce que le client obtientJuste à tempsFlux tiré, kanbanTakt timePièce à pièceLissage (heijunka)produire juste ce qu’il fautJidokaArrêt au premier défautAndonPoka-yokeAutoqualiténe jamais transmettre un défautTravail standardisé · 5S · management visuel · TPMStabilité : les hommes formés, les machines qui tiennent, le kaizen
La maison du TPS (Toyota Production System). On ne commence jamais par le toit. Un atelier qui n’a pas de standard ne peut pas tirer son flux, et une équipe qui n’a pas le droit d’arrêter ne fera jamais de jidoka.

La phrase qui résume tout

Ohno décrivait son travail ainsi : regarder la ligne du temps entre le moment où le client passe commande et le moment où l’on encaisse, puis réduire cette ligne en retirant ce qui n’apporte pas de valeur. Tout le reste en découle. Dans notre atelier, cette ligne fait 14 jours. Nous allons voir combien de secondes, dans ces 14 jours, transforment réellement la tôle.

2. La valeur, et les trois familles de pertes

Une opération apporte de la valeur si le client accepterait de la payer en connaissance de cause, si elle transforme réellement le produit, et si elle est faite juste du premier coup. Tout le reste se répartit en trois familles, et les confondre est l’erreur de débutant la plus coûteuse.

La première famille, le muda, le gaspillage visible, se retient avec le moyen mnémotechnique TIMWOODS. Chaque lettre est une façon de perdre du temps ou de l’argent. J’ai mis en face de chacune ce qu’elle donne concrètement dans notre atelier de coffrets, parce qu’une liste de huit mots abstraits ne sert à rien devant une machine.

Les huit gaspillages, et ce qu’ils donnent dans l’atelierTTransportDéplacer sans transformer80 m de chariot entre pliage et soudureIInventoryStock, trésorerie dormante5 jours de coffrets pliés qui attendentMMotionGestes inutiles au posteL’opérateur cherche sa bride à chaque chargementWWaitingAttendre la pièce ou la machineLa peinture chôme 2 h quand la soudure caleOOver-processingTrop précis, trop contrôléUn cordon poli que personne ne verra jamaisOOver-productionTrop tôt, trop : le pireOn plie par lots de 400 « pour avancer »DDefectsRebuts, retouches, tris1 coffret sur 100 repart en reprise soudureSSkillsCompétences non employéesL’opérateur sait où ça coince, personne ne demande
La surproduction est en rouge parce qu’elle engendre tous les autres : produire trop tôt crée du stock, donc du transport, donc des attentes, et masque les défauts jusqu’à ce qu’ils soient nombreux. Dans notre atelier, c’est la décision de plier par lots de 400 qui explique les cinq jours de stock devant la soudure.

Les deux autres familles sont moins connues et souvent plus déterminantes. Muri, l’excès, est la surcharge imposée à un homme ou à une machine : ici, le poste de soudure tenu en heures supplémentaires et le samedi pour rattraper, ce qui use les hommes et la machine. Mura, l’irrégularité, est le à-coup : les coffrets arrivent à la soudure par vagues de 400 après chaque changement d’outil au pliage, puis plus rien pendant une journée.

MURAl’irrégularité, le à-coupMURIla surcharge qui en découleMUDAle gaspillage visibleOn voit le muda et on le traite. La cause est presque toujours deux cases à gauche.
Dans l’atelier, la chaîne se lit ainsi : on plie par lots de 400 coffrets (mura, l’irrégularité), donc la soudure alterne entre l’engorgement et le vide, donc on fait des samedis pour rattraper (muri, la surcharge), donc on empile cinq jours d’en-cours devant la soudure (muda, le gaspillage).

Et voilà pourquoi s’attaquer directement au tas de coffrets ne sert à rien. La direction peut très bien donner la consigne « pas plus de deux jours d’en-cours devant la soudure », faire dégager les palettes et afficher un marquage au sol. Cela tient une semaine. Tant que le pliage continue de produire par lots de 400, parce que son changement d’outil lui coûte 35 minutes et qu’il ne veut pas le faire souvent, le tas se reforme exactement comme avant : rien dans la façon de travailler n’a changé, seule la consigne a changé. C’est la taille de lot qu’il faut traiter, pas le tas qu’elle produit.

3. Les cinq principes du Lean : dans quel ordre travailler

En 1990, James Womack, Daniel Jones et Daniel Roos publient The Machine That Changed the World, l’étude du MIT qui a fait connaître le système Toyota hors du Japon. En 1996, dans Lean Thinking, Womack et Jones résument la démarche en cinq principes. Cinq principes de quoi ? Ce ne sont ni des valeurs ni des outils : c’est l’ordre dans lequel on travaille sur un atelier. Ils répondent à une seule question, celle que tout le monde se pose devant une usine qui ne tient pas ses délais : par quoi je commence, et qu’est-ce qui vient ensuite ?

Voici les cinq, et ce que chacun a donné concrètement dans notre atelier de coffrets.

  1. Définir la valeur, du point de vue du client final et non de celui de l’atelier. Ce que le client accepterait de payer en le sachant, et rien d’autre.
    Dans l’atelier : le client paie un coffret conforme, livré le jour promis. Il ne paie pas le cordon de soudure poli que personne ne verra jamais une fois le coffret fermé, et il ne paie pas les quatorze jours que son coffret passe à attendre entre les postes. Ces deux choses ne sont donc pas de la valeur, et rien n’oblige à les protéger.
  2. Cartographier la chaîne de valeur, c’est-à-dire dessiner toutes les étapes de la commande à la livraison, et marquer celles qui transforment réellement le produit.
    Dans l’atelier : cinq étapes, 290 secondes de transformation réelle (la somme des cinq temps du dessin : 40 + 55 + 90 + 35 + 70), pour 14 jours de traversée. Autrement dit, sur les deux semaines que passe un coffret dans l’atelier, il ne se passe quelque chose d’utile que pendant moins de cinq minutes. C’est ce seul chiffre qui a mis tout le monde d’accord sur le fait qu’il y avait un problème, et qu’il n’était pas dans la vitesse des opérateurs.
  3. Créer le flux, faire circuler le produit sans qu’il s’arrête, en supprimant les files d’attente entre les étapes.
    *Dans l’atelier, les coffrets voyagent par 400, et le dessin de l’atelier montre pourquoi : deux causes, plus une file d’attente propre à la soudure.*La première cause est le changement d’outil de la plieuse. Chaque modèle de coffret demande son outil, et en changer arrête la machine 35 minutes. L’atelier ne le fait donc qu’une fois par jour et plie tout un modèle d’un coup : 400 coffrets. On ramène ce changement à 6 minutes, sans machine neuve : on prépare l’outil suivant pendant que la plieuse travaille encore, on le range sur un chariot à hauteur de la machine au lieu d’aller le chercher au magasin, et on remplace les boulons de fixation par des brides à serrage rapide. Cette méthode s’appelle le SMED. Le dessin juste après cette liste montre pourquoi un changement plus court suffit, à lui seul, à diviser les lots par dix.La seconde cause est la distance. À 80 mètres, les chariots ne partent pas un par un : le cariste les déplace par tournées, deux fois par jour, et le pliage ne voit jamais ce que devient son travail. Les deux postes rapprochés à trois mètres, chaque chariot de 40 est poussé directement de la presse au robot dès qu’il est plein.Reste la file d’attente due à la soudure elle-même. Chronomètre en main, un cycle de la cellule dure 90 secondes, dont 27 où le robot est à l’arrêt : pendant ce temps, l’opérateur sertit quatre inserts sur la tôle et meule les projections du coffret précédent. Ni l’un ni l’autre n’a besoin du robot. Le sertissage part à la découpe, où les pièces sont encore à plat ; le meulage part à la peinture, qui prépare de toute façon les surfaces. La cellule tombe à 90 − 27 = 63 secondes par coffret.
Une journée de la plieuse : d’où viennent les dix lots de 40La plieuse travaille 450 minutes par jour. Plier 400 coffrets à 55 secondes chacun en prend 367.Il en reste 83 pour changer d’outil. L’atelier en garde 20 en réserve : 63 minutes utilisables.Avant : un changement d’outil coûte 35 minutes35 minun seul lot : les 400 coffrets du même modèle, 367 minréserveDans 63 minutes, un changement de 35 tient, deux (70 min) non : un seul lot par jour, de 400 coffrets.Après : le même changement ne coûte plus que 6 minutes40404040404040404040Dans les mêmes 63 minutes, dix changements de 6 tiennent (60 min) : dix lots de 400 / 10 = 40 coffrets.changement d’outilpliage d’un lot (le chiffre : coffrets du lot)réserve pour les aléasAutant de coffrets pliés, pas un geste plus rapide : seul le découpage de la journée change.
Les deux barres ont la même longueur, 450 minutes, et la même quantité de bleu, 367 minutes de pliage. La seule différence est la taille des blocs rouges. Tant qu’un changement coûte 35 minutes, on ne peut s’en offrir qu’un par jour ; à 6 minutes, on peut s’en offrir dix. C’est tout le mécanisme. Les dix lots se répartissent entre les trois modèles selon la demande : cinq lots de petits (200 coffrets), trois de moyens (120), deux de grands (80).
  1. Tirer le flux, ne produire qu’à la demande de l’étape suivante, jamais en poussant selon un plan décidé à l’avance.
    Dans l’atelier, le pliage plie aujourd’hui ce que le planning lui demande, que la soudure en ait besoin ou non. Pour qu’il ne plie plus que ce que la soudure consomme, on utilise des étiquettes, appelées kanban, du mot japonais pour « étiquette ». Concrètement, chaque chariot de 40 coffrets porte une étiquette plastifiée. Quand l’opérateur de la cellule vide un chariot, il renvoie l’étiquette au plieur : c’est pour celui-ci la seule autorisation de plier 40 nouveaux coffrets. Sans étiquette en main, il ne plie pas. Pourquoi six étiquettes ? La soudure consomme 400 coffrets par jour, et un chariot vidé peut attendre jusqu’à une demi-journée que la presse en remplisse un nouveau, parce que le grand coffret, le modèle le plus rare, ne repasse sous la presse que deux fois par jour. Il faut donc de quoi couvrir une demi-journée de consommation, 200 coffrets, plus 20 % de sécurité, soit 240 coffrets, ou six chariots de 40. Il ne peut alors jamais y avoir plus de 240 coffrets entre les deux postes, contre 1 600 aujourd’hui, les quarante chariots du dessin.
  2. Viser la perfection, c’est-à-dire recommencer au principe numéro un, parce qu’une chaîne stabilisée fait aussitôt apparaître le problème suivant.
    Dans l’atelier : une fois la soudure ramenée de 90 à 63 secondes, c’est le montage, à 70 secondes, qui dépasse à son tour le rythme imposé par le client. Ce rythme se calcule : les 27 000 secondes de la journée divisées par les 400 coffrets demandés, soit un coffret toutes les 67,5 secondes. Il devient le poste le plus lent, celui qui limite ce que sort tout l’atelier, et qu’on appelle la contrainte. Ce n’est pas un échec du travail précédent, c’est le signe qu’il a marché : la contrainte a simplement changé de place, et le prochain chantier commence là.

Pourquoi l’ordre compte, et ce qui arrive si on le casse

L’erreur la plus répandue est de sauter directement au quatrième principe, parce que c’est le plus spectaculaire : on met des étiquettes kanban partout et on annonce qu’on est passé en flux tiré.

Voici ce que cela donne chez nous. Si l’on pose les six étiquettes avant d’avoir touché à la soudure, celle-ci met toujours 90 secondes par coffret pour un rythme client de 67,5. Elle ne consomme donc pas assez vite, les étiquettes ne reviennent pas, le pliage s’arrête, puis la découpe. L’atelier entier se cale sur le poste le plus lent et sort encore moins que les 254 coffrets du départ. Le flux tiré ne crée pas la capacité, il la révèle. Il faut donc l’avoir créée d’abord, ce qui est exactement le rôle du troisième principe.

4. Diagnostiquer : voir avant d’agir

Le Gemba, aller là où ça se passe

Gemba signifie le lieu réel. Un diagnostic Lean ne se fait pas dans un tableur : on va au poste, on se met dans un coin, et on regarde un cycle complet, montre en main, plusieurs fois. On note les arrêts, les recherches, les reprises, les questions posées au voisin. Ce que dit la gamme et ce que fait l’opérateur diffèrent presque toujours, et l’écart est une information, pas une faute.

Ce que dix jours d’observation ont donné dans l’atelier

La gamme de la soudure ne décrit que le programme du robot : 63 secondes de soudure par coffret. Chronomètre en main, un cycle complet de la cellule dure 90 secondes. Pendant les 27 secondes d’écart, le robot est à l’arrêt : l’opérateur sertit quatre inserts sur la tôle et meule les projections du coffret précédent, deux tâches que personne n’avait écrites nulle part. On découvre aussi que chaque modèle de coffret a son gabarit, le support en acier qui maintient la tôle en place pendant la soudure : deux fois par jour, le robot s’arrête 22 minutes pour en changer. Enfin, la cellule s’arrête souvent quelques instants, parce que l’opérateur cherche sa bride de serrage, repositionne une tôle mal posée ou attend un chariot vide. Ces petits arrêts, qu’on appelle des micro-arrêts, sont comptés à part.

La cartographie de la chaîne de valeur

La VSM (Value Stream Mapping, cartographie de la chaîne de valeur) est l’outil de diagnostic central. On dessine sur une seule feuille le flux physique et le flux d’information d’une famille de produits, de la matière au client. Sous chaque étape, on porte quatre chiffres : le temps de cycle, le temps de changement de série, le taux de bon du premier coup et l’effectif. Entre les étapes, on porte le stock qui attend, converti en jours de couverture, c’est-à-dire le nombre de jours de production qu’il représente : les 1 600 coffrets qui attendent devant la soudure, pour un atelier qui en sort 320 par jour, font 5 jours de couverture. Le schéma qui suit porte exactement ces cinq informations.

Une chaîne de valeur, et sa ligne du tempsDécoupeCycle40 sChgt série12 minBon 1er coup98 %Effectif2 p.PliageCycle55 sChgt série35 minBon 1er coup97 %Effectif2 p.SoudureCycle90 sChgt série22 minBon 1er coup99 %Effectif4 p.PeintureCycle35 sChgt série45 minBon 1er coup96 %Effectif3 p.MontageCycle70 sChgt série5 minBon 1er coup99 %Effectif6 p.3 j5 j2 j4 jLes triangles orange portent l’en-cours entre deux postes, converti en jours de couverture.Ligne du temps, à l’échelle du délai réelLes cinq traits verts : le temps qui transforme la tôle, 290 secondes en toutTout le gris : l’attente entre les postes, 14 jours de stock cumulés (3 + 5 + 2 + 4)Les traits verts sont dessinés bien plus larges que la réalité : à l’échelle, ils seraient invisibles.Ratio de valeur ajoutée : 290 secondes sur 14 jours14 jours calendaires = 1 209 600 secondes. 290 / 1 209 600 = 0,024 %Sur toute la vie d’un coffret dans l’atelier, un quart de millième du temps le transforme.
Deux précisions de méthode. D’abord, le délai se compte en jours calendaires, parce que c’est ainsi que le client le vit : il attend quatorze jours, pas « quatorze jours ouvrés hors pauses ». Ensuite, c’est ce ratio, et lui seul, qui fait réagir un comité de direction. Personne ne discute un ratio de valeur ajoutée à 0,02 % : il rend visible en une ligne ce que tout le monde sentait sans pouvoir le nommer.

Les quatre temps qu’il ne faut jamais confondre

Quatre mots qui se ressemblent, quatre choses différentes. Les confondre en réunion fait perdre une demi-heure à chaque fois. Voici les quatre, avec la valeur qu’ils prennent dans notre atelier.

  • Takt time, de l’allemand Takt, la mesure musicale : temps d’ouverture disponible divisé par la demande client sur la même période. C’est le rythme imposé par le marché, pas par l’atelier.
    Chez nous : 450 minutes utiles divisées par 400 coffrets demandés, soit 27 000 secondes / 400 = 67,5 secondes. Un coffret doit sortir toutes les 67,5 secondes.
  • Temps de cycle : le temps réel entre deux pièces bonnes qui sortent d’un poste.
    Chez nous : 40, 55, 90, 35 et 70 secondes selon le poste. La soudure, à 90 secondes, est la seule nettement au-dessus du takt.
  • Temps de traversée, ou lead time : la durée totale entre l’entrée de la matière et la sortie du produit fini, attentes comprises. C’est le seul que le client ressent.
    Chez nous : 14 jours.
  • Temps à valeur ajoutée : la somme des seules opérations qui transforment le produit.
    Chez nous : 290 secondes, soit moins de cinq minutes sur quatorze jours.

Mis côte à côte sur un même graphique, ces temps de cycle et ce takt règlent en dix minutes la question « par où commencer ». Ce graphique s’appelle un diagramme Yamazumi, littéralement « empilement » en japonais, et il se dessine à la craie sur un tableau.

Équilibrage : chaque poste comparé au takt time de 67,5 stakt 67,5 s : le rythme que le client impose40 sDécoupe55 sPliage90 sSoudure35 sPeinture70 sMontageLa soudure dépasse le takt de 22,5 s : c’est le goulot, elle fixe la cadence de toute la ligne.Le montage, à 70 s, est déjà juste. Améliorer la peinture ne changerait strictement rien.
Comment lire ce dessin : une barre sous la ligne rouge est un poste qui suit le rythme du client, une barre au dessus est un poste qui ne le suit pas.

Ce que ce dessin dit de la deuxième cellule robotisée, pas à pas

  1. Un seul poste dépasse la ligne : la soudure. C’est donc elle, et elle seule, qui empêche l’atelier de sortir 400 coffrets par jour. Tous les autres postes l’attendent : la peinture, à 35 secondes, pourrait peindre presque deux fois plus vite qu’elle ne reçoit de coffrets. L’améliorer ne ferait sortir aucun coffret de plus, et c’est pour cela que le dessin dit qu’elle ne changerait rien.
  2. Pour que la soudure suive, il faut lui retirer 22,5 secondes par coffret, pour passer de 90 à moins de 67,5.
  3. Or l’observation au poste a montré que sur ses 90 secondes, le robot ne soude que pendant 63. Les 27 autres, il attend, pendant que l’opérateur sertit des inserts et meule des projections.
  4. 27 secondes perdues, c’est plus que les 22,5 qui manquent. La capacité qui fait défaut existe déjà dans la cellule actuelle : elle est simplement gaspillée.

Conclusion : acheter une deuxième cellule avant d’avoir fait travailler la première à plein, ce serait payer le prix d’une maison pour dupliquer les 27 secondes d’attente. On ne double un poste qu’une fois qu’il ne perd plus rien.

La loi de Little : pourquoi c’est le stock qui fait le délai

Commençons par le mot délai, parce que tout tourne autour. Dans cette section, le délai est le temps de traversée vu plus haut : le temps qui s’écoule entre le moment où une tôle entre à la découpe et le moment où le coffret fini sort du montage. C’est le délai le plus court que l’atelier puisse promettre à un client, puisque toute nouvelle commande doit traverser l’atelier entier avant d’être livrée. Aujourd’hui, il est de 14 jours. C’est lui que le commercial annonce, et c’est lui que le client subit.

D’où viennent ces 14 jours, alors qu’un coffret ne demande que cinq minutes de travail ? Pensez à une file d’attente à un guichet. Quarante personnes devant vous, un guichet qui en sert dix par heure : vous attendrez quatre heures. Le guichetier ne travaille pas plus lentement parce que la file est longue ; c’est la longueur de la file, et elle seule, qui fait votre attente. Un atelier fonctionne exactement de la même façon, et c’est ce que dit la loi de Little, formulée par le mathématicien John Little en 1961 :

délai = en-cours ÷ débit

ce qui s’écrit aussi : en-cours = débit × délai

  • L’en-cours, c’est la file : tous les coffrets commencés mais pas finis, qui attendent entre les postes. Chez nous, 4 480 : c’est la somme des quatre stocks de la cartographie, 3, 5, 2 et 4 jours de couverture, à 320 coffrets par jour, soit 960 + 1 600 + 640 + 1 280.
  • Le débit, c’est le guichet : le nombre de coffrets qui sortent réellement de l’atelier par jour. Chez nous, 320, heures supplémentaires comprises. Attention, ce n’est pas la demande du client, 400 : c’est ce que l’atelier arrive à faire, pas ce qu’on lui demande.
  • Le délai, c’est votre attente dans la file : 4 480 ÷ 320 = 14 jours. Une tôle qui entre aujourd’hui trouve 4 480 coffrets devant elle, et l’atelier en écoule 320 par jour.

On peut donc faire baisser le délai de deux façons, et de deux seulement : raccourcir la file, c’est-à-dire réduire l’en-cours, ou accélérer le guichet, c’est-à-dire augmenter le débit. Voici les deux, appliquées à notre atelier.

SituationEn-coursDébitDélai
Aujourd’hui4 480 coffrets320 par jour4 480 ÷ 320 = 14 jours
On divise l’en-cours par deux, sans rien changer d’autre2 240 coffrets320 par jour2 240 ÷ 320 = 7 jours
Après les chantiers : stocks plafonnés par des étiquettes, soudure à 400 par jour1 440 coffrets400 par jour1 440 ÷ 400 = 3,6 jours

D’où viennent les 1 440 coffrets de la dernière ligne

Pour les retrouver, il faut deux notions.

Le chariot. Entre deux postes, les coffrets ne voyagent pas un par un : ils circulent sur des chariots à étagères qui en portent 40, ceux du dessin de l’atelier. Après les chantiers, chaque chariot plein porte une étiquette. Quand le poste suivant le vide, il renvoie l’étiquette au poste précédent, qui remplit alors un nouveau chariot du même modèle. C’est le principe 4, appliqué aux quatre stocks de l’atelier.

Le temps pour remplir à nouveau un chariot. Entre le moment où un chariot est vidé et celui où un chariot plein du même modèle revient, il s’écoule un certain temps. Ce n’est pas le temps de fabriquer 40 coffrets, qui est court : c’est surtout le temps d’attendre que ce modèle repasse sur la machine précédente, parce qu’aucune machine ne fabrique les trois modèles à la fois. Pendant ce temps, le poste suivant continue de consommer. Le stock entre les deux doit donc couvrir exactement ce temps, plus une marge de 20 % pour les aléas. Moins, et le poste suivant s’arrête faute de coffrets ; plus, et c’est de l’en-cours qui ne sert à rien.

plafond = 400 coffrets par jour × temps pour remplir à nouveau un chariot × 1,2

Reste à trouver ce temps pour chaque stock. Il dépend de la façon dont travaille le poste qui remplit les chariots.

Stock entre…Comment travaille le poste qui remplit les chariotsAttente au pirePlafond
découpe et pliageLe laser ne découpe pas coffret par coffret. Chaque matin, le programmeur des méthodes place sur des tôles entières les pièces de tous les coffrets de la journée, imbriquées pour perdre le moins de métal possible. Une pièce qui manque au pliage attend le programme du lendemain.1 jour400 × 1 × 1,2 = 480
pliage et soudureLa presse plie dix lots de 40 par jour en alternant les trois modèles : cinq lots de petits, trois de moyens, deux de grands. Le grand, le plus rare, ne repasse sous la presse que deux fois par jour.une demi-journée400 × 0,5 × 1,2 = 240
soudure et peintureLa cellule soude les mêmes dix lots, dans le même ordre : même raisonnement.une demi-journée400 × 0,5 × 1,2 = 240
peinture et montageLa plupart des coffrets sont gris. Les couleurs spéciales passent en une seule série par jour, parce que changer de poudre impose 45 minutes de nettoyage de la cabine, le chiffre porté sous la peinture sur la cartographie.1 jour400 × 1 × 1,2 = 480
Total1 440 coffrets

On dimensionne sur le cas le plus défavorable, le modèle ou la couleur qui revient le moins souvent. C’est volontairement prudent, et c’est un plafond, pas une cible : l’en-cours réel sera souvent en dessous.

Ce qu’un en-cours élevé ou bas change pour le délai

Le délai de quatorze jours ne vient pas de la lenteur des opérateurs : il vient de la quantité de coffrets en attente. Personne n’a besoin de travailler plus vite pour livrer en sept jours au lieu de quatorze : il suffit de lancer moins, c’est-à-dire de mettre moins de commandes en fabrication à la fois, donc de sortir moins de tôle du magasin, jusqu’à ce que la file se soit raccourcie de moitié. C’est contre-intuitif, et pourtant c’est arithmétique.

Ce qu’un en-cours élevé ou bas change pour le comptable

Chaque coffret en attente a déjà coûté : la tôle a été achetée et payée, et des heures de découpe, de pliage ou de soudure y ont été passées. Pour le comptable, l’en-cours est donc un stock, inscrit à l’actif du bilan : de l’argent déjà dépensé, qui dort dans l’atelier au lieu d’être sur le compte en banque. Il pèse dans le BFR (besoin en fonds de roulement), c’est-à-dire l’argent que l’entreprise doit avancer avant d’être payée par ses clients.

Dans notre cas, un coffret en cours vaut en moyenne 60 euros de tôle et d’heures déjà passées. Les 4 480 coffrets d’aujourd’hui immobilisent donc près de 270 000 euros. À 1 440 coffrets, il n’en reste qu’environ 86 000 : un peu plus de 180 000 euros reviennent dans la trésorerie. Une seule fois, puisqu’on ne vide la file qu’une fois, mais sans rien vendre de plus et sans rien acheter.

S’y ajoutent des coûts qui, eux, reviennent tous les jours : la place, puisque les quarante chariots devant la soudure occupent une travée entière ; la manutention, puisque le cariste passe ses tournées à les déplacer ; et le risque, puisqu’un défaut de pliage découvert après cinq jours touche déjà un lot de 400, et qu’un modèle abandonné par un client laisse derrière lui des coffrets commencés qu’on ne finira jamais.

Ce que la loi de Little ne dit pas

Réduire l’en-cours raccourcit le temps qu’un coffret passe dans l’atelier ; il ne fait pas sortir un coffret de plus. Tant que la soudure plafonne à 320 par jour, les commandes que l’on ne lance plus attendent simplement avant d’entrer dans l’atelier, au lieu d’attendre dedans. C’est pour cela qu’il faut les deux leviers ensemble : moins d’en-cours pour le délai, et plus de débit sur la soudure pour le volume. La dernière ligne du tableau combine les deux.

5. Mesurer : le TRS et ce qu’il cache

Le TRS (taux de rendement synthétique), appelé OEE en anglais pour Overall Equipment Effectiveness, est l’indicateur le plus utilisé et le plus mal utilisé de l’industrie. Il répond à une question précise : sur le temps où la machine aurait dû produire, quelle proportion a réellement servi à sortir des pièces bonnes à la cadence prévue ? Il se décompose en trois facteurs qui se multiplient, et c’est cette multiplication qui fait tout l’intérêt de l’outil. Mesurons-le sur notre poste de soudure.

Le TRS de la soudure : ce que chaque étape mange sur 450 minutesTemps requis : 450 minutes, le temps où la machine devait produire450 min : la base de calcul, 100 %Disponibilité 90 % : 45 min perdues, 2 changements de gabarit de 22 min et 1 min de panne405 min de marche45 min× Performance 95 % : 20 min de micro-arrêts (bride cherchée, tôle reposée, chariot vide attendu)385 min à la bonne cadence× Qualité 99 % : 1 coffret sur 100 repart en retouche, son temps est perdu381 min réellement utilesTRS = 0,90 × 0,95 × 0,99 = 84,6 %, soit 381 minutes utiles sur 450Trois facteurs très honorables produisent un résultat qui l’est beaucoup moins : c’est l’effet de la multiplication.
Chaque barre est celle du dessus, diminuée d’une perte. On lit la cascade de haut en bas comme une facture : 450 minutes payées, 381 minutes obtenues.

TRS = Disponibilité × Performance × Qualité

  • Disponibilité = temps de fonctionnement divisé par temps requis. Elle est mangée par les pannes et les changements de série. Chez nous : 405 / 450 = 90 %.
  • Performance = temps de cycle théorique multiplié par le nombre de pièces produites, divisé par le temps de fonctionnement. Elle est mangée par les micro-arrêts et la marche ralentie. Chez nous : 20 minutes de micro-arrêts sur 405 de marche, soit 385 / 405 = 95 %.
  • Qualité = pièces bonnes divisées par pièces produites. Elle est mangée par les rebuts et les retouches, y compris au démarrage. Chez nous : 99 %.

Le chiffre qui tranche la question de la machine

Avec un temps de cycle de 90 secondes et un TRS de 84,6 %, la soudure sort :
27 000 secondes × 0,846 / 90 = 254 coffrets bons par jour, pour 400 demandés.

Mais faisons maintenant le calcul qui règle tout. Même avec un TRS parfait de 100 %, sans la moindre panne, sans le moindre micro-arrêt, sans le moindre rebut, ce poste sortirait :
27 000 / 90 = 300 coffrets par jour. Toujours pas 400.

Conclusion : travailler uniquement sur le rendement de cette machine ne peut pas suffire, et en acheter une deuxième reviendrait à payer très cher 90 secondes de travail dont une partie n’a rien à faire là. Il faut retirer du travail à ce poste, pas lui ajouter une machine. Concrètement : sur les 90 secondes de chaque cycle, 27 se passent robot à l’arrêt, pendant que l’opérateur sertit des inserts et meule des projections : deux tâches qui n’ont pas besoin du robot. Confiées à deux postes qui ont de la marge, elles ramènent la cellule à 63 secondes, sous le rythme client de 67,5. C’est ce travail de répartition, et non un achat, qui débloque l’atelier.

Les trois pièges du TRS, expliqués

1. Le TRS d’un poste qui n’est pas le goulot ne sert à rien.

Notre poste de peinture tourne à 35 secondes pour un takt de 67,5 : il a presque le double de la capacité nécessaire. Si on lance un chantier qui fait passer son TRS de 80 à 95 %, que se passe-t-il ? Il peint plus de coffrets par jour. Ces coffrets vont s’entasser devant le montage, qui ne peut pas les absorber. On aura donc dépensé de l’énergie pour fabriquer du stock supplémentaire, c’est-à-dire la pire des huit formes de gaspillage. La règle : on mesure d’abord la contrainte, et on ne pilote au TRS que ce qui limite la sortie de l’atelier.

2. Le périmètre de temps change complètement le chiffre.

Le même poste, la même journée, les mêmes 381 minutes utiles, donnent trois indicateurs différents selon la durée à laquelle on les rapporte. Le dénominateur n’est pas le même, et personne ne le précise jamais.

IndicateurRapporté à…Chez nousRésultat
TRS
taux de rendement synthétique
le temps requis : la machine devait tourner381 / 450 min84,6 %
TRG
taux de rendement global
le temps d’ouverture : l’usine était ouverte, pauses comprises381 / 480 min79,4 %
TRE
taux de rendement économique
le temps calendaire : la machine est payée 24 h sur 24381 / 1 440 min26,5 %

Le directeur industriel qui annonce 84,6 % et le directeur financier qui calcule 26,5 % parlent de la même machine et ont tous les deux raison. Chacun des trois est utile : le TRS pour piloter l’atelier, le TRG pour arbitrer l’organisation des équipes, le TRE pour décider d’un investissement.Dire lequel on utilise, à chaque fois, sans exception.

3. Un TRS qui monte pendant que le délai client s’allonge signale une dérive.

Voici comment cela arrive, et c’est très concret. Le chef d’atelier veut remonter son TRS. Le moyen le plus rapide est de supprimer des changements de gabarit, puisqu’ils mangent 44 minutes par jour : il passe donc de deux changements par jour à un seul tous les deux jours, ce qui l’oblige à produire par lots de 800 coffrets au lieu de 200. Sa disponibilité monte, son TRS affiche 92 %, il est félicité. Sauf que l’en-cours vient de quadrupler, donc le délai aussi, par la loi de Little. Le client attend désormais plus longtemps, et la référence qui n’est pas dans le lot du jour attend deux jours de plus. Le TRS mesure un poste, jamais un flux. Il ne remplace pas le regard sur la chaîne complète, et deux indicateurs qui divergent sont toujours un signal, jamais un hasard.

Les six grandes pertes, et leur rapport avec les huit gaspillages

Six ou huit ? Ce ne sont pas les mêmes objets

C’est une confusion très répandue, et elle est légitime : on entend parler de huit gaspillages, puis de six grandes pertes, et on cherche la contradiction. Il n’y en a pas, parce que les deux listes ne comptent pas la même chose.

  • Les huit gaspillages (TIMWOODS) décrivent un flux, du fournisseur au client. Ils s’appliquent à un atelier entier, à un bureau, à un hôpital. Leur unité est le produit qui circule.
  • Les six grandes pertes décrivent un équipement, sur une journée. Elles s’appliquent à une machine. Leur unité est la minute perdue sur cette machine, et elles se rangent exactement sous les trois facteurs du TRS.

Autrement dit : les six grandes pertes sont la loupe qu’on pose sur une seule machine, une fois que les huit gaspillages ont désigné laquelle. Elles se recoupent d’ailleurs partiellement, comme le montre la colonne de droite du schéma.

Les six grandes pertes, rangées sous les trois facteurs du TRSDisponibilité1. Pannesproche de Waiting2. Changements de sérieproche de WaitingPerformance3. Micro-arrêtsproche de Motion4. Marche ralentieproche de WaitingQualité5. Rebuts et retouchesproche de Defects6. Pertes au démarrageproche de DefectsUn TRS sans cette ventilation ne dit pas quoi faire. C’est un thermomètre, pas un diagnostic.En italique : le gaspillage TIMWOODS le plus proche, pour faire le pont entre les deux grilles.
Dans notre atelier, sur les 45 minutes que la soudure perd chaque jour en disponibilité, 44 tombent dans la perte numéro 2, les changements de série, et une seule dans les pannes. C’est donc là, et nulle part ailleurs, qu’il faut commencer.

Les autres indicateurs à avoir en tête

Le TRS ne suffit jamais seul. Voici les six autres que je regarde, avec ce qu’ils mesurent exactement, pourquoi ils comptent, et ce qu’ils valent dans notre atelier.

  • Le taux de bon du premier coup, FPY pour First Pass Yield. Proportion de pièces conformes sans aucune retouche, par opposition au taux de conformité final, qui compte comme bonnes les pièces reprises. C’est bien plus sévère, et bien plus honnête : la retouche coûte du temps, du goulot et de la matière, et elle disparaît de tous les tableaux de bord classiques.
    Chez nous : 96 % à la peinture, alors que le taux de conformité final annoncé est de 99,8 %. L’écart entre ces deux chiffres, ce sont les coffrets repassés une seconde fois en cabine, que personne ne compte nulle part.
  • Le rendement roulé, RTY pour Rolled Throughput Yield. C’est le produit des taux de bon du premier coup de toutes les étapes, autrement dit la probabilité qu’un coffret traverse tout l’atelier sans être repris une seule fois. Il est toujours beaucoup plus bas que chacun de ses facteurs, et c’est une surprise pour presque tout le monde.
    Chez nous : 0,98 × 0,97 × 0,99 × 0,96 × 0,99 = 89,4 %. Un coffret sur dix est repris au moins une fois quelque part, alors qu’aucune étape n’est en dessous de 96 %.
  • Le taux de service, OTIF pour On Time In Full, livré à l’heure et complet. C’est le seul indicateur de cette liste que le client voit, et donc le seul qu’il juge. Une commande livrée à l’heure mais incomplète compte pour zéro, et c’est volontaire.
    Chez nous : 78 %. Une commande sur cinq arrive en retard ou incomplète.
  • La rotation des stocks, et sa jumelle la couverture en jours. La rotation est le nombre de fois par an où le stock se renouvelle ; la couverture est le nombre de jours de production que le stock représente. La couverture parle mieux à un atelier, la rotation mieux à une direction financière : ce sont les deux faces de la même pièce.
    Chez nous : 14 jours de couverture en cours de fabrication, soit environ 16 rotations par an sur 220 jours ouvrés. Après les chantiers, 3,6 jours, soit 61 rotations.
  • Le MTBF (Mean Time Between Failures, temps moyen entre deux pannes) et le DMR (délai moyen de réparation). Le premier mesure la fiabilité, le second la capacité à remettre en route. Les deux ensemble donnent la disponibilité, et il faut savoir lequel des deux est le problème : une machine qui tombe en panne rarement mais reste arrêtée trois jours ne se traite pas du tout comme une machine qui s’arrête dix fois par jour pendant deux minutes.
    Chez nous : la soudure a un bon MTBF, ses arrêts viennent des changements de gabarit, pas des pannes. C’est pourquoi le chantier sera un SMED et pas une révision machine.
  • Le coût de la non-qualité. La somme de tout ce que les défauts coûtent : rebuts, retouches, tris, transports de retour, pénalités, temps commercial passé à s’excuser. C’est le chiffre qui débloque un budget, parce que c’est le seul de cette liste qui est en euros et que tout le monde comprend.
    Chez nous, l’ordre de grandeur se calcule vite : 1 % de 400 coffrets, soit 4 coffrets par jour à reprendre, à 90 secondes de soudure chacun sur le poste goulot, c’est 6 minutes de capacité du poste le plus rare de l’atelier, perdues chaque jour.

6. Stabiliser le poste : 5S, standard, management visuel

Le diagnostic a désigné la soudure. Avant de rééquilibrer quoi que ce soit, il faut que le poste soit stable : on ne fait pas circuler un flux sur un socle qui bouge. Rappelons les 18 secondes d’écart entre la gamme et la réalité, dont une bonne partie est passée à chercher une bride. C’est exactement ce que les 5S traitent.

1SeiriDébarrasser2SeitonRanger3SeisoNettoyer4SeiketsuStandardiser5ShitsukeTenirLe cinquième est en rouge : c’est le seul qui échoue, et c’est toujours celui-là.Sans audit régulier fait par la hiérarchie sur le terrain, le poste revient à son état initial en trois mois.
Au poste de soudure, cela donne : une silhouette découpée dans une mousse pour chaque bride et chaque clé, à portée de main de l’opérateur de la cellule. La recherche de la bride disparaît de chaque chargement, et surtout on voit d’un coup d’œil qu’un outil manque, avant d’en avoir besoin.

Le travail standardisé

Ce n’est pas une procédure de qualiticien. C’est la meilleure façon connue aujourd’hui de faire l’opération, écrite par ceux qui la font, tenant sur une feuille, et qui porte trois éléments : le takt, la séquence exacte des gestes, et l’en-cours standard au poste.

Sans standard, il n’y a pas d’amélioration possible : on ne peut pas améliorer ce qui change à chaque équipe. Le standard n’est pas figé, il est la base de départ du kaizen suivant.

Standard n’est pas rigidité : ce que cela veut dire concrètement

C’est le point qui se rate le plus souvent, alors voici l’histoire en entier. Le bureau des méthodes écrit la gamme de la cellule : tel programme robot, telle séquence de chargement, tel gabarit. La feuille est plastifiée et accrochée au poste. Six mois plus tard, la référence de coffret change, le gabarit ne convient plus tout à fait, et l’opérateur trouve une manière de faire qui marche mieux. Mais la feuille est plastifiée, elle porte le tampon des méthodes, et personne au poste n’a le droit de l’amender.

Que se passe-t-il alors ? Trois choses, toujours les mêmes. L’opérateur applique sa méthode et pas celle du papier. Le papier devient une fiction que tout le monde laisse au mur pour les audits. Et personne ne sait plus quelle est la vraie séquence, donc plus personne ne peut la chronométrer, donc plus personne ne peut l’améliorer. C’est ainsi qu’un standard imposé d’en haut se contourne dans la semaine. Les 27 secondes de robot à l’arrêt, que personne n’avait écrites nulle part, viennent exactement de là.

Le standard vivant, à l’inverse, porte trois choses : une date de dernière révision, le nom de celui qui en est propriétaire au poste, et une procédure de modification qui tient en une conversation de dix minutes avec le chef d’équipe. Un standard qu’on peut changer est un standard qu’on respecte, parce qu’il décrit ce qu’on fait vraiment.

Le management visuel complète l’ensemble : un atelier doit se lire en trente secondes depuis l’allée. Marquage au sol, silhouettes d’outils, tableaux de bord horaires remplis à la main par l’équipe, andon (la lanterne, le signal lumineux d’appel à l’aide) qui signale un poste en difficulté. Un écran géant que personne ne regarde n’est pas du management visuel.

7. Faire couler le flux, et régler le cas de la soudure

Nous en sommes là : la soudure met 90 secondes pour un takt de 67,5, elle perd 44 minutes par jour en changements de gabarit, et l’atelier porte 14 jours d’en-cours. Trois leviers, dans cet ordre.

Levier 1 : tirer le flux au lieu de le pousser

Flux pousséFlux tiréPoste 1Poste 2Poste 3Chacun produit selon le planet pousse vers l’avalLe stock s’accumule entre les postesLe délai s’allonge, les défautsse découvrent très tardPoste 1Poste 2Poste 3kanbankanbanL’aval consomme et renvoieune étiquette vers l’amontL’amont ne produit que pour remplacerLe stock est borné, le délaidevient prévisible
La différence tient en une phrase : en flux poussé, l’amont produit parce que le planning le dit ; en flux tiré, l’amont produit parce que l’aval a consommé. Dans le second cas, le stock ne peut physiquement pas dépasser le nombre d’étiquettes en circulation.

Voici ce que cela change, concrètement, entre le pliage et la soudure.

Avant : le pliage pousse, et les chariots s’accumulentPliageSoudurecellule robotlot de 40010 chariotslot de 40010 chariotslot de 40010 chariotslot de 40010 chariots80 mètres entre les deux postes : 4 lots de 400, soit 40 chariots et 5 jours d’attenteLe plieur plie ce que dit le planning ; le cariste déplace les chariots par tournées.Après : les postes à trois mètres, et six étiquettesPliageSoudurecellule robot40404040Un chariot vidé à la soudure renvoie son étiquette au plieur : c’est le seul ordre de plier 40 coffrets.6 étiquettes × 40 coffrets = 240 coffrets au plus entre les deux postes, au lieu de 1 600.
En bas, les quatre chariots orange sont pleins et portent leur étiquette, les deux en pointillés sont vides : leurs étiquettes sont sur le chemin du retour, et ce sont elles qui autorisent le plieur à refaire deux chariots. L’étiquette n’a rien de technologique, c’est un carton plastifié qui porte le modèle de coffret et la quantité. Pas d’étiquette, pas de pliage : c’est ce qui plafonne le stock physiquement, sans consigne à faire respecter.

Dimensionner une boucle kanban : le calcul, fait en entier

Reste à savoir combien d’étiquettes mettre en circulation. Trop peu, et la soudure attend ses coffrets ; trop, et le stock revient. Le nombre d’étiquettes fixe à lui seul l’en-cours maximal de la boucle, il se calcule donc.

Posons la boucle entre le pliage et la soudure, avec quatre questions et quatre chiffres.

La questionCe qu’on mesureChez nous
Combien l’aval consomme-t-il ?La consommation moyenne sur la période400 coffrets par jour
En combien de temps le pliage refait-il un chariot ?Le délai de réapprovisionnement : au pire, le temps que le modèle le plus rare, le grand, repasse sous la presse, qui le plie deux fois par jour0,5 jour
Quelle irrégularité faut-il absorber ?Le coefficient de sécurité, à réduire à mesure que le flux se stabilise+ 20 %
Combien de coffrets par chariot ?La capacité du chariot40 coffrets

Nombre d’étiquettes = (400 × 0,5 × 1,2) / 40 = 240 / 40 = 6 étiquettes

Six étiquettes, quarante coffrets chacune : l’en-cours entre le pliage et la soudure est désormais plafonné à 240 coffrets, soit 0,6 jour, contre 5 jours auparavant. Et il est plafonné physiquement, pas par une consigne : quand les six étiquettes sont dehors, le pliage s’arrête, même s’il a envie de continuer. C’est toute la force du système, et c’est aussi ce qui le rend difficile à accepter au début. En appliquant la même logique aux trois autres stocks, l’en-cours total passe de 4 480 à 1 440 coffrets, et le délai de 14 jours à 3,6, par la loi de Little.

Levier 2 : le SMED, pour raccourcir les changements de gabarit de la soudure

Ce que le nom veut dire, et d’où il vient

SMED est l’abréviation de Single Minute Exchange of Die. Mot à mot : « changement de matrice en un seul chiffre de minutes ». « Un seul chiffre » désigne le nombre de chiffres qu’il faut pour écrire la durée : neuf minutes s’écrit avec un chiffre, dix minutes en demande deux.L’objectif est donc de passer sous les dix minutes, et le nom de la méthode est simplement cet objectif.

Le mot die désigne la matrice d’une presse d’emboutissage. Shigeo Shingo a mis la méthode au point chez Toyota dans les années soixante sur ces presses, où un changement d’outil immobilisait la machine une journée entière. D’où le nom, qui garde la trace de son origine.

Mais la méthode n’a rien de spécifique aux presses. Elle s’applique à tout changement qui arrête une ressource rare : un gabarit de soudure, une buse de peinture, une recette sur une ligne agroalimentaire, une salle d’opération entre deux patients, un camion entre deux tournées. Partout où l’on dit « on ne peut pas faire de petits lots, le changement est trop long », le SMED est la réponse.

Voici la méthode en quatre pas, appliquée au changement de gabarit de la cellule de soudure, qui prend aujourd’hui 22 minutes et se fait deux fois par jour. Mais l’objectif, ici, n’est pas seulement de passer sous les dix minutes. Avec les lots de 40 visés à la plieuse, la cellule recevra dix lots par jour, donc devra changer de gabarit dix fois par jour. Pour garder sa disponibilité, chaque changement doit tomber à un peu plus d’une minute : c’est la taille des lots qui fixe l’objectif du SMED sur le goulot.

Les quatre pas, un par un

  1. Filmer un changement complet. On pose une caméra sur un pied, hors de la cellule, et on filme un changement du début à la fin, sans rien y modifier. Puis l’équipe regarde la vidéo ensemble : les deux opérateurs de la cellule, le régleur, quelqu’un des méthodes. On arrête l’image à chaque geste, on note ce qu’il est et combien de temps il prend. Pourquoi filmer plutôt qu’observer ? Parce que pendant un changement, personne ne voit l’ensemble : l’opérateur a les mains dans le gabarit, et celui qui chronomètre ne peut pas tout noter. La vidéo montre tout, et elle se revoit. Une règle compte autant que la caméra : le film sert à l’équipe, pas à la juger. Il se regarde avec ceux qui sont dessus, et il ne sort pas de la salle.
  2. Séparer l’interne de l’externe. Chaque geste noté est rangé dans l’une de deux colonnes.Interne : ce qui ne peut se faire qu’avec le robot arrêté et la cellule sécurisée, parce qu’on intervient dans sa zone. Externe : ce qui peut se faire pendant que le robot soude encore la série en cours, mais ailleurs, hors de sa zone. Dans notre cellule, le film montre que sur 22 minutes d’arrêt, 7 sont externes : on arrête le robot, puis on part chercher les gabarits au magasin et les clés à l’établi. Le robot attend pendant qu’on marche.
  3. Sortir l’externe de l’arrêt. Les gabarits du modèle suivant, les clés et la fiche de réglage sont préparés à l’avance sur un chariot, garé devant la porte de la cellule, pendant que le robot finit la série. L’arrêt tombe à 15 minutes, sans que personne ne travaille plus vite.
  4. Réduire ce qui reste. Les 15 minutes restantes exigent vraiment le robot arrêté. On ne peut pas les faire ailleurs, mais on peut les raccourcir, geste par geste, en changeant la façon dont le gabarit est fixé sur la table. C’est le détail du tableau qui suit le schéma.

Externe ne veut jamais dire « sur une machine en marche »

C’est l’objection la plus sérieuse faite au SMED, et elle est juste : les règles de sécurité interdisent d’intervenir dans la zone d’un robot ou d’une presse qui peut se mettre en mouvement. Le SMED ne le demande jamais. Externe veut dire ailleurs : au magasin, sur un établi, sur un chariot garé devant la porte. Tout ce qui touche la machine elle-même reste interne, et se fait machine arrêtée et sécurisée.

Le SMED ne supprime pas non plus la sécurité de l’interne, il la raccourcit. Dans notre cellule, après analyse des risques avec le responsable sécurité, la consignation au cadenas, qui prenait une minute, est remplacée par une clé de porte à retenue : tant que l’opérateur a la clé dans sa poche, le robot ne peut pas redémarrer. C’est la même protection, en quinze secondes.

Au départ, tel que filmé : 22 minutes, robot arrêté du début à la fin22 min de robot arrêté, dont 7 à marcher et à chercherPas 2 et 3 : la préparation sort de l’arrêt, hors de la cellule15 min de robot arrêté7 min faites avant l’arrêtPas 4 : chaque geste restant est raccourci1 min 1513 min 45 gagnées sur la façon de fixer le gabaritLes barres sont à l’échelle : 22 minutes occupent toute la largeur.
Avant : deux changements de 22 minutes, 44 minutes d’arrêt par jour. Après : dix changements de 1 minute 15, 12 minutes et demie. La cellule change cinq fois plus souvent de gabarit et s’arrête trois fois et demie moins longtemps. Avec la minute de panne qui reste, sa disponibilité monte de 90 % à 97 %. L’investissement se limite à un chariot de préparation et à une base de bridage rapide sur la table du robot, sans commune mesure avec une deuxième cellule.

Le détail, geste par geste : d’où viennent les 1 minute 15

Voici les huit gestes tels que le film les a montrés, et ce que chacun est devenu. Rien n’a été accéléré : les gestes ont été déplacés hors de l’arrêt, ou rendus inutiles par une autre façon de fixer le gabarit.

Geste, tel que filméAvantNatureAprèsCe qui a changé
Aller chercher les deux gabarits du modèle suivant au magasin d’outillage5 minexterne0Préparés pendant la série précédente, sur un chariot garé devant la porte
Chercher les clés, les cales et la fiche de réglage2 minexterne0Rangés sur le même chariot, chacun à sa place marquée
Consigner la cellule au cadenas, puis déconsigner1 mininterne15 sClé de porte à retenue, validée avec le responsable sécurité
Débrider les deux gabarits, huit vis chacun4 mininterne15 sQuatre verrous quart de tour par gabarit, à la place des vis
Sortir les gabarits au palan, mettre les nouveaux en place4 mininterne30 sChariot à rouleaux à la hauteur de la table : les gabarits glissent, plus de palan
Aligner les nouveaux gabarits avec des cales, puis les brider4 mininterne15 sDeux pions de centrage : le gabarit tombe en place, il n’y a plus rien à aligner
Chercher et charger le programme du robot1 mininterne0Un code sur chaque gabarit : le robot appelle seul le bon programme
Souder un coffret d’essai, le contrôler, retoucher un réglage1 mininterne0La position est garantie par les pions : le premier coffret est contrôlé à la sortie, comme les autres, pendant que le robot soude le suivant
Robot arrêté22 min1 min 1515 + 15 + 30 + 15 secondes

Ce qui a coûté quelque chose : un chariot à rouleaux, et une base de fixation rapide, pions et verrous, montée une fois sur la table et une fois sous chaque gabarit. Ce qui n’a rien coûté : le film, les deux colonnes, et le rangement du chariot.

La même méthode sur la presse plieuse : de 35 à 6 minutes

Sur la presse, l’outil est un poinçon en haut et une matrice en bas, montés sur toute la longueur de la machine. Là encore, tout ce qui touche les outils se fait presse arrêtée et sécurisée : seule la préparation sort de l’arrêt.

Geste, tel que filméAvantNatureAprèsCe qui a changé
Aller chercher poinçons et matrices du modèle suivant au râtelier, les identifier8 minexterne0Préparés pendant le lot précédent, sur un chariot à côté de la presse
Desserrer et retirer les outils en place, vis par vis le long de la machine7 mininterne1 minSerrage rapide : un levier par outil au lieu d’une rangée de vis
Mettre en place et aligner les nouveaux outils8 mininterne2 minOutils en segments standard, qui s’alignent seuls en se serrant
Régler à la main les butées arrière, contre lesquelles on pousse la tôle5 mininterne0Position des butées enregistrée dans le programme de chaque modèle
Plier une pièce d’essai, mesurer l’angle, corriger, recommencer7 mininterne3 minProgramme mis au point une fois pour toutes par modèle : une seule pièce d’essai, mesurée, sans correction
Presse arrêtée35 min6 min1 + 2 + 3 minutes

La plus grosse part du gain ne vient pas d’un équipement, mais du dernier geste : sept minutes de pièces d’essai à chaque changement, parce que personne n’avait jamais enregistré les bons réglages de chaque modèle.

Et voici le vrai enjeu du SMED, qui n’est pas le temps gagné

Sur la soudure, la demi-heure récupérée chaque jour, alors même que la cellule change cinq fois plus souvent de gabarit, rend de la capacité au poste le plus chargé. C’est utile. Mais le SMED a un second effet, plus important, qui se voit sur la plieuse : la durée du changement d’outil décide de la taille des lots. C’est ce qui explique les lots de 400.

Le calcul est court. La plieuse doit plier 400 coffrets par jour à 55 secondes chacun, soit 22 000 secondes de travail sur les 27 000 disponibles. Il lui reste 5 000 secondes, un peu plus de 83 minutes, pour changer d’outil. L’atelier en garde 20 en réserve pour les aléas, ce qui laisse 63 minutes.

  • À 35 minutes par changement, un seul tient dans ces 63 minutes : deux en demanderaient 70. L’atelier plie donc tout un modèle d’un coup : 400 coffrets.
  • La même méthode en quatre pas, appliquée à la plieuse, ramène son changement à 6 minutes : dix changements tiennent dans les 63 minutes (60 minutes), et le lot descend à 400 / 10 = 40 coffrets.

Personne n’a travaillé plus vite, et la plieuse ne sort pas un coffret de plus. Elle plie simplement par 40 au lieu de 400, soit un chariot par lot au lieu de dix, ce qui divise par dix la taille des vagues qui arrivent à la soudure.

Le SMED est donc l’outil qui rend le lissage possible. Sans lui, l’atelier n’a physiquement pas les moyens de changer souvent de modèle, et le lissage reste un vœu. C’est pour cela qu’il vient toujours avant.

Levier 3 : lisser, équilibrer, rapprocher

Trois gestes différents, souvent confondus, qui traitent trois problèmes différents. Voici ce que chacun fait, et ce qu’il donne chez nous.

Heijunka, le lissage : contre l’irrégularité

Heijunka veut dire lissage. Il s’agit d’étaler, sur la période, à la fois le volume et le mélange de références, au lieu de produire toute la référence A puis toute la référence B.

Concrètement. Notre atelier fabrique trois modèles de coffret : 200 petits, 120 moyens et 80 grands par jour. Aujourd’hui la plieuse ne change d’outil qu’une fois par jour, donc ne plie qu’un modèle par jour : 400 petits un jour, 400 moyens un autre, 400 grands un autre. Un client qui commande un grand coffret le lendemain d’une journée de grands attend que leur tour revienne, et chaque poste en aval reçoit des vagues de 400 coffrets identiques.

Après lissage, la journée se découpe en dix lots de 40 : cinq lots de petits, trois de moyens, deux de grands, alternés au lieu d’être regroupés. On retrouve bien 200, 120 et 80. Chaque modèle est fabriqué tous les jours, l’en-cours de chaque modèle s’effondre, et la charge de chaque poste devient identique d’un jour à l’autre.

La condition, et elle est absolue : dix lots par jour, ce sont dix changements d’outil à la plieuse, et dix changements de gabarit à la soudure. Impossible à 35 et 22 minutes, tenable à 6 minutes et à 1 minute 15. Le SMED d’abord, le lissage ensuite.

Avant : un seul modèle par jour, 400 coffrets d’un coupUn jour400 petitsUn autre jour400 moyensUn autre jour400 grandsAprès : chaque jour, dix lots de 40, les trois modèles alternés40 P40 M40 P40 G40 P40 M40 P40 G40 P40 MP : petit, 5 lotsM : moyen, 3 lotsG : grand, 2 lotsLes trois modèles sortent tous les jours : un client qui commande un grand coffretn’attend plus que « la journée des grands » revienne.
Même volume, mêmes machines, mêmes gens. Seul l’ordre change, et il n’est possible que parce que la presse et le robot changent maintenant d’outil en quelques minutes.

Équilibrage de ligne : contre le goulot

Il s’agit de redistribuer le contenu de travail entre les postes pour que chacun tourne au takt. On reprend le diagramme Yamazumi, et on regarde ce que le poste surchargé fait que quelqu’un d’autre pourrait faire.

Chez nous. En filmant la cellule de soudure, on constate que le robot attend 27 secondes à chaque coffret, pendant que l’opérateur sertit quatre inserts sur la tôle et meule les projections du coffret précédent. Ni l’un ni l’autre n’a besoin du robot : c’est du temps perdu sur la machine la plus chargée de l’atelier.

On déplace ces 27 secondes, en respectant l’ordre de fabrication. Le sertissage des inserts, 13 secondes, part en amont à la découpe : les pièces y sont encore à plat, ce qui le rend plus facile, et le deuxième opérateur du laser a de la marge. Le meulage des projections, 14 secondes, part en aval à la peinture, dont l’accrocheur prépare de toute façon les surfaces. Rien n’est supprimé, rien n’est accéléré, personne ne travaille plus vite. Le travail change simplement de place.

PosteAvantAprèsFace au takt de 67,5 s
Découpe40 s53 ssous le takt
Pliage55 s55 ssous le takt
Soudure90 s63 senfin sous le takt
Peinture35 s49 ssous le takt
Montage70 s70 sau-dessus : la contrainte suivante

Le contenu total de travail n’a pas bougé d’une seconde : 290 s avant, 290 s après. Seule sa répartition a changé, et c’est ce qui débloque la ligne.

Après le rééquilibrage : chaque poste comparé au takt de 67,5 stakt 67,5 savant : 90 s53 sDécoupe55 sPliage63 sSoudure49 sPeinture70 sMontageLa soudure passe de 90 à 63 s, sous le takt. Découpe et peinture ont absorbé ses 27 secondes.Le montage, à 70 s, reste le seul poste au-dessus : c’est la contrainte suivante.

Rapprocher : cellule en U et pièce à pièce

Il s’agit de mettre les machines côte à côte, en U, pour qu’une pièce passe d’une opération à la suivante sans attendre que le lot entier soit fini. C’est le passage du lot au « pièce à pièce ».

Pourquoi le U ? Parce que l’entrée et la sortie se retrouvent au même endroit, ce qui permet à un opérateur de tenir plusieurs postes en faisant quelques pas, et de rendre la cellule plus ou moins rapide en y mettant deux, trois ou quatre personnes selon la demande du jour. C’est de la souplesse gratuite.

Chez nous, les 80 mètres de chariot entre le pliage et la soudure disparaissent : les deux postes sont rapprochés à trois mètres, et chaque chariot de 40 passe directement de la presse au robot, au lieu d’attendre dans une travée de quarante chariots. Un défaut de pliage est alors découvert par l’opérateur de la cellule dans l’heure, au lieu d’être découvert cinq jours plus tard sur un lot de 400 déjà tous fabriqués.

L’idéal du métier reste le pièce à pièce, un coffret à la fois. Notre atelier s’arrête au chariot de 40, parce que c’est le lot de la presse : descendre plus bas demanderait de changer d’outil plus souvent encore, ou un convoyeur entre les deux machines. C’est un chantier suivant, pas une condition pour commencer.

Une cellule en U, vue de dessusPoste 1Poste 2Poste 3Poste 4Poste 5Poste 6chemin de l’opérateur, dans le UentréesortieL’entrée et la sortie sont au même endroit : un seul opérateur peut tenir le premier et le dernier poste.Un opérateur quand la demande est faible, deux ou trois quand elle monte : la cellule s’ajuste sans rien déplacer.
La forme en U n’est pas une coquetterie d’agencement : elle raccourcit les pas de l’opérateur, fait passer la pièce d’un poste au suivant sans stock intermédiaire, et permet d’ajuster l’effectif à la demande du jour.

La théorie des contraintes : la règle qui commande tout ce qui précède

Formulée par Eliyahu Goldratt, elle tient en cinq gestes : identifier la contrainte, l’exploiter à fond, y subordonner tout le reste, l’élever, puis recommencer, parce que la contrainte a changé de place.

C’est exactement ce que nous venons de faire. Identifier : la soudure. Exploiter : le SMED et les 5S, qui lui rendent du temps sans rien acheter. Subordonner : le kanban, qui empêche les autres postes de produire plus qu’elle ne peut absorber. Élever : le rééquilibrage, qui lui retire 27 secondes. Recommencer : c’est le montage, à 70 secondes, qui devient la contrainte, et le prochain chantier commence là.Améliorer ailleurs que sur la contrainte ne produit rien du tout, et c’est la faute la plus fréquente et la plus coûteuse de tout le métier.

Les cinq étapes de Goldratt, appliquées à l’atelier1. Identifierla soudure, seuleau-dessus durythme client2. ExploiterSMED et 5S :ne plus perdreune minute3. Subordonnerétiquettes : lesautres postessuivent son pas4. Élever27 secondesretiréesau robot5. Recommencerle montage,à 70 s, devientla contraintela contrainte a changé de place : on reprend à l’étape 1L’ordre compte : on n’achète rien (étape 4) avant d’avoir tiré tout ce qu’on peut de ce qu’on a (étape 2).

8. Ne pas fabriquer le défaut : jidoka et poka-yoke

Il reste le 1 % de coffrets qui repartent en retouche. Le contrôle final trie les défauts, il ne les supprime pas : une pièce fausse détectée en bout de chaîne a déjà consommé toute la ligne, goulot compris. Le Lean déplace donc la détection au plus près de la création.

Plus on détecte tard, plus ça coûte×1Au poste×3Poste suivant×10Contrôle final×100Chez le client
Les multiplicateurs sont un ordre de grandeur communément admis dans le métier, pas une mesure et pas le résultat d’une étude : ils varient beaucoup d’une industrie à l’autre. Ce qui ne varie pas, c’est la pente.
  • Jidoka, l’autonomation : la machine s’arrête seule à la première anomalie, au lieu de produire cent pièces fausses. L’opérateur n’a plus à la surveiller, il peut en tenir plusieurs.
  • Andon, la lanterne : le droit et le devoir d’arrêter, signalé visuellement. Sa condition de survie est culturelle, celui qui tire la corde doit voir arriver de l’aide, jamais un reproche.
  • Poka-yoke, le détrompeur : un connecteur qui n’entre que dans un sens, un gabarit qui refuse la pièce mal posée, une balance qui bloque le passage si une vis manque. Toujours préférer un détrompeur mécanique à une consigne écrite, parce qu’une consigne dépend de l’attention et qu’un détrompeur non.
  • Autoqualité : chaque poste contrôle son travail et celui reçu de l’amont, et ne transmet jamais un défaut connu.

Le poka-yoke installé sur notre poste de soudure

Le gabarit reçoit une butée escamotable et un capteur de présence : si la tôle n’est pas en appui sur toute sa longueur, la commande de soudure ne s’arme pas. Coût : une centaine d’euros et une demi-journée. Effet : le défaut de cordon incomplet, qui représentait l’essentiel du 1 % de retouches, ne peut plus être produit. La qualité de la soudure passe de 99 % à 99,5 %, et surtout les micro-arrêts de repositionnement disparaissent, ce qui fait monter la performance de 95 % à 97 %.

Le détrompeur du gabarit : le défaut ne peut plus être fabriquéL’opérateur posela tôle et brideLa tôle est-elleen appui partout ?ouiLe robot peut démarrerle cordon sera completnonLe cycle ne démarre pasvoyant orange : l’opérateur repose la tôleUn capteur de présence sous la tôle, câblé à la commande du robot : on ne contrôle plus le défaut, on l’empêche.

9. Résoudre les problèmes : la partie la plus importante

Les outils précédents suppriment des pertes déjà connues. Mais la plupart des problèmes d’un atelier ne sont pas connus : ils sont subis, expliqués par des habitudes, et traités par des rustines. La résolution structurée de problèmes est ce qui fait tenir tout le système, pour deux raisons. D’abord elle attaque les causes plutôt que les symptômes, donc le problème ne revient pas. Ensuite elle forme les gens en même temps qu’elle résout, donc l’atelier devient capable de se réparer tout seul.

Nous allons dérouler ces outils sur un seul problème, celui qui reste après tout ce qui précède : pourquoi un coffret sur cent repart-il en retouche après la soudure ?

Le cadre général : le PDCA

PDCA, la roue de DemingPDCAPDCAPlan : planifier, avec une cible chiffrée et datéeDo : dérouler, en petit et sur un périmètre restreintCheck : contrôler, et mesurer avec le même indicateurAct : standardiser si ça marche, recommencer sinonCheck est l’étape systématiquement sautéeet c’est la seule qui distingue une amélioration d’une décision
On installe la solution, on passe à autre chose, et personne ne vérifie trois mois plus tard que le gain existe encore. Un PDCA sans mesure après coup est une décision, pas une amélioration.

Étape 1 : où est le problème ? Le Pareto

Avant de chercher une cause, on vérifie qu’on cherche au bon endroit. Le diagramme de Pareto classe les causes par importance décroissante et trace le cumul. Il dit lesquelles méritent qu’on y passe du temps, et lesquelles on assume d’ignorer pour l’instant. C’est un outil de renoncement autant que de choix.

Les causes d’arrêt de la soudure, sur dix jours de relevésChangementde gabarit42%Panneoutil71%Manquede pièces84%Retouchequalité93%Divers100%Deux causes font 71 % du temps perdu. On les traite, et on assume d’ignorer les trois autres pour l’instant.
Lecture : les barres donnent le temps perdu par cause, les points et la courbe donnent le cumul. C’est le Pareto qui nous a envoyés vers le SMED, et pas vers un contrat de maintenance ou un renfort d’effectif.

Étape 2 : ouvrir le champ des hypothèses, l’Ishikawa

Le diagramme d’Ishikawa, dit en arête de poisson, sert à ne pas s’enfermer trop tôt sur la première cause qui vient à l’esprit. On écrit le problème à la tête du poisson, et on accroche les hypothèses sur cinq arêtes, les 5M : main d’œuvre, matière, matériel, méthode, milieu. Un sixième M, la mesure, est souvent utile, et c’est d’ailleurs souvent là que se cache le vrai problème.L’Ishikawa sert à ouvrir, jamais à conclure : il produit une liste d’hypothèses à vérifier, pas un coupable.

L’Ishikawa de l’équipe : six familles de causes, une seule confirméeL’effet constatécordon incomplet sur1 coffret sur 100Main d’œuvreRemplaçant peu forméécartéMatièreTôle trop variableécartéMatérielTôle qui se soulèveconfirméMéthodeOrdre de bridage libreaggravantMilieuCourant d’air l’hiverécartéMesureContrôle visuel lâchetraité à partEn vert, l’hypothèse confirmée ; en orangé, les pistes secondaires ; en gris, les hypothèses écartées.
Le problème s’écrit à la tête du poisson, les familles de causes sur les arêtes, et chaque hypothèse de l’équipe s’accroche à sa famille. Le dessin se fait au tableau, en groupe, en une demi-heure : son rôle est de n’oublier aucune piste avant d’en vérifier une seule.

Et la vérification de chaque hypothèse, pour le même problème : un coffret sur cent présente un cordon de soudure incomplet.

ArêteHypothèses écrites par l’équipeVérification
Main d’œuvreLe remplaçant qui charge le robot les jours d’absence est moins forméÉcarté : le défaut apparaît autant avec les titulaires
MatièreÉpaisseur de tôle irrégulière selon le lot fournisseurÉcarté : mesures conformes sur trois lots
MatérielLe gabarit laisse la tôle se souleverConfirmé : le défaut est reproductible à volonté
MéthodeLa gamme ne dit pas dans quel ordre briderVrai, mais aggravant, pas causal
MilieuCourant d’air sur le poste en hiverÉcarté : le défaut existe toute l’année
MesureLe contrôle visuel laisse passer des cordons courtsVrai, et traité séparément par un calibre de contrôle

Étape 3 : creuser la cause, les 5 pourquoi

L’Ishikawa a désigné le gabarit. Les 5 pourquoi servent maintenant à ne pas s’arrêter à la première explication mécanique, et à remonter jusqu’à une cause sur laquelle une organisation peut réellement agir. Cinq n’est pas un nombre magique : on s’arrête quand on tient une cause actionnable, ce qui arrive rarement avant le troisième pourquoi et rarement après le sixième.

Le cordon de soudure est incomplet sur 1 coffret sur 100pourquoi ?La tôle n’est pas en appui sur toute sa longueur pendant la soudurepourquoi ?Elle se soulève d’un côté quand l’opérateur la charge de l’autrepourquoi ?Le gabarit n’a qu’une seule bride, placée au centrepourquoi ?Il a été conçu pour l’ancien coffret, plus court de 20 cmpourquoi ?Aucun changement de produit ne déclenche de revue des outillagesen remontant, on vérifie par « donc »Contre-mesure immédiateune seconde bride,posée dans la journéeContre-mesure de fondrevue d’outillage à chaquechangement de produitEn vert, la cause racine : la première sur laquelle l’organisation peut agir. On s’arrête là.
On descend en posant la question « pourquoi ? », on remonte en disant « donc ». Chaque niveau ouvre une contre-mesure possible : la bride traite le niveau 3, la revue d’outillage traite la racine, et c’est elle qui empêchera les vingt autres gabarits de l’atelier de produire le même défaut.
  1. Pourquoi le cordon est-il incomplet ? Parce que la tôle n’est pas en appui sur toute la longueur pendant la passe.
  2. Pourquoi n’est-elle pas en appui ? Parce qu’elle se soulève à une extrémité quand l’opérateur la charge de l’autre côté.
  3. Pourquoi se soulève-t-elle ? Parce que le gabarit n’a qu’une seule bride, placée au centre.
  4. Pourquoi une seule bride ? Parce que ce gabarit a été conçu pour l’ancien coffret, qui était plus court de 20 centimètres.
  5. Pourquoi sert-il encore sur le nouveau coffret ? Parce qu’aucun changement de référence produit ne déclenche de revue des outillages existants.

Le test de validité, et il est indispensable : on redescend la chaîne en disant « donc ». Aucune revue d’outillage n’est déclenchée, donc un gabarit d’ancienne référence reste en service, donc il n’a qu’une bride, donc la tôle se soulève, donc le cordon est incomplet. La phrase tient debout : l’enchaînement est bon. Si elle ne tient pas, c’est qu’un maillon est faux, et on recommence à partir de là.

Deux contre-mesures sortent de là, et il en faut toujours deux. L’immédiate : une seconde bride sur le gabarit, posée dans la journée, qui traite le symptôme. La corrective de fond : ajouter au processus de changement de référence une revue obligatoire des outillages concernés, qui empêche les vingt autres gabarits de l’atelier de produire le même genre de défaut. Sans la seconde, le problème reviendra ailleurs sous un autre visage.

Étape 4 : formaliser, le rapport A3

A3 · Cordons incomplets à la cellule de soudure · rédigé avec ses deux opérateursComprendre (Plan)Agir, vérifier, ancrer (Do, Check, Act)1. ContexteLa soudure est le goulot de l’atelier.Chaque coffret repris lui coûte 90 secondes.2. État actuel1 % de cordons incomplets : 4 coffrets par jour,soit 6 minutes perdues chaque jour sur le goulot.3. ObjectifMoins de 0,5 % de reprises,avant la fin du mois.4. Analyse des causesIshikawa : le gabarit laisse la tôle se soulever.5 pourquoi : aucune revue d’outillageau changement de produit.5. Contre-mesuresImmédiate : seconde bride, capteur de présence.De fond : revue d’outillage obligatoireà chaque changement de produit.6. Plan d’actionBride et capteur : le régleur, cette semaine.Revue d’outillage : les méthodes, ce trimestre.Nouveau chargement : le chef d’équipe formeles opérateurs avant la fin du mois.7. SuiviTaux de reprise relevé chaque semaine,affiché au poste, pendant trois mois.Résultat : 0,5 %, et il tient.
La moitié gauche sert à comprendre, la moitié droite à agir et à vérifier : c’est un PDCA tenu sur une seule feuille. L’équipe la remplit case par case, au poste, et on ne passe pas à la case suivante tant que la précédente n’est pas solide.

Tout ce qui précède tient sur une seule feuille au format A3, en sept cases : contexte, état actuel chiffré, objectif, analyse des causes, contre-mesures, plan d’action daté et nommé, suivi des résultats. La contrainte de format est la méthode, pas une coquetterie : ce qui ne tient pas sur une feuille n’est pas compris.

Notre A3 tient en quelques lignes. Contexte : la soudure est le goulot de l’atelier.État actuel : 1 % de retouches, soit 4 coffrets par jour et 6 minutes de capacité goulot perdues. Objectif : passer sous 0,5 % avant la fin du mois. Causes : gabarit d’ancienne référence, et absence de revue d’outillage au changement de produit. Contre-mesures : seconde bride et capteur de présence, puis revue d’outillage inscrite au processus.Plan : qui, quoi, quand. Suivi : relevé hebdomadaire pendant trois mois.

L’A3 est aussi un outil de management, et c’est peut-être sa fonction principale. On le construit avec celui qui vit le problème, en lui posant des questions ; on ne lui remet jamais un A3 déjà rempli. Le document n’est que la trace d’une conversation qui a eu lieu au poste.

Les trois autres outils, et quand les sortir

Le 8D : répondre à un client qui a reçu le défaut

Le 8D, pour « huit disciplines », est la démarche que les clients exigent, surtout dans l’automobile, quand un défaut est arrivé chez eux et qu’il faut leur répondre par écrit. Ses huit étapes reprennent ce qui précède, avec un apport propre : elles séparent deux actions que tout le monde confond. D’abord protéger le client, dès aujourd’hui, sans attendre de connaître la cause. Ensuite seulement, corriger la cause, ce qui prend des semaines.

Les huit disciplines, appliquées au cordon incompletD1 · Réunir l’équipeopérateurs, régleur,qualité, méthodesD2 · Décrire le défautcordon incomplet, 1 %,depuis le nouveau coffretD3 · Protéger le clienttrier dès aujourd’hui les1 920 coffrets soudésen attenteD4 · Trouver la causeIshikawa, puis5 pourquoiD5 · Choisir la paradeseconde bride, capteur,revue d’outillageD6 · L’appliquer, mesurerposées, puis mesurées :0,5 % au bout d’un moisD7 · Empêcher le retourrevue étendue auxvingt autres gabaritsD8 · Saluer l’équiperésultat affiché auposte, avec les nomsEn rouge, la protection immédiate du client ; en bleu, la correction de fond ; en vert, l’extension aux cas voisins.
Les 1 920 coffrets à trier sont tous ceux déjà soudés qui attendent entre la soudure et le montage : deux jours de stock avant la peinture, quatre après, à 320 coffrets par jour. C’est aussi le prix d’un en-cours élevé : après les chantiers, le même tri n’en concernerait plus que 720.

L’AMDEC : chercher les défauts avant qu’ils arrivent

L’AMDEC (analyse des modes de défaillance, de leurs effets et de leur criticité) fait le chemin inverse des outils précédents : au lieu de partir d’un défaut constaté, elle liste tout ce qui pourrait mal tourner, avant que cela arrive. Chaque défaillance possible reçoit trois notes de 1 à 10 : la gravité de son effet (1 : sans conséquence, 10 : dangereux), sa fréquence (1 : quasi impossible, 10 : quasi certaine) et sa détection, notée à l’envers (1 : on la voit à coup sûr, 10 : on ne la verrait pas). On multiplie les trois notes pour obtenir l’IPR (indice de priorité de risque), et on traite les défaillances de la plus haute à la plus basse.

Voici l’AMDEC que l’atelier aurait dû faire en concevant le gabarit du nouveau coffret. Il la fait désormais pour chaque nouveau gabarit : c’est le contenu de la revue d’outillage née des 5 pourquoi.

Ce qui peut mal tournerEffetGFDIPRParadeIPR après
La tôle se soulève dans le gabaritCordon incomplet, coffret non étanche chez le client746168Capteur de présence : le robot ne démarre pas si la tôle n’est pas en appui7 × 4 × 2 = 56
Le fil de soudure s’épuise en cours de cordonCordon interrompu63472Alarme de fin de bobine6 × 3 × 1 = 18
Le gabarit d’un autre modèle est monté par erreurCoffret soudé faux, mis au rebut82348Code sur le gabarit, lu par le robot avant de souder8 × 1 × 3 = 24

L’atelier s’est fixé un seuil de 100 : au-dessus, la parade est obligatoire avant de lancer la production. C’est un seuil courant, pas une norme. Ici, seule la première ligne le dépasse, et c’est exactement le défaut que l’atelier a subi pendant des mois, faute d’avoir fait l’exercice à temps.

La carte de contrôle : savoir quand ne pas toucher

La MSP (maîtrise statistique des procédés) suit une mesure dans le temps sur une carte de contrôle. Deux limites y sont tracées, calculées à partir de la dispersion naturelle du procédé : trois écarts-types de part et d’autre de la moyenne. Ces limites ne sont pas la tolérance du client : elles disent ce que le procédé fait quand rien n’a changé. La carte répond à une seule question : ce que je viens de mesurer est-il une variation normale, ou le signe que quelque chose a changé ?

Longueur du cordon, un coffret mesuré par heure (en millimètres)limite haute : 124,5moyenne : 120limite basse : 115,5tolérance : 112 minihors des limites :on cherche la causeEntre les deux lignes rouges, on ne touche à rien : c’est la variation normale du procédé.Le point rouge est encore dans la tolérance du client, mais le procédé a changé : on agit avant le défaut.
Les limites valent la moyenne plus ou moins trois écarts-types : ici 120 plus ou moins 3 × 1,5 millimètre. Le point rouge, à 115, ne fait encore aucun coffret mauvais, puisque la tolérance du client descend à 112. Mais il sort de ce que le procédé fait d’habitude : c’est précisément le moment de chercher, avant que le premier coffret mauvais ne sorte.

L’intérêt de la carte est pourtant moins de détecter les dérives que d’empêcher les réglages inutiles. Un opérateur qui corrige sa machine après chaque mesure un peu haute, puis après chaque mesure un peu basse, ajoute sa propre variation à celle du procédé. W. Edwards Deming l’a montré avec son expérience de l’entonnoir : corriger ainsi après chaque mesure multiplie la dispersion par 1,4 environ. Régler une machine qui n’a pas bougé l’aggrave toujours.

10. Six Sigma, l’autre moitié du métier

Le Lean traite le flux et le gaspillage. Six Sigma traite la variabilité, avec des outils statistiques, et c’est une discipline à part entière qu’on ne peut pas résumer à un encadré. Les deux se combinent sous le nom de Lean Six Sigma. On les confond souvent ; ils ne répondent pas à la même question.

Dans notre atelier, il reste justement un problème que le Lean ne sait pas traiter : l’épaisseur du film de peinture. La tolérance client est de 60 à 100 micromètres. L’atelier repeint régulièrement des coffrets, sans que personne sache dire pourquoi certains sortent trop fins. Il n’y a ici ni gaspillage évident, ni goulot : il y a de la dispersion. C’est le terrain de Six Sigma.

Ce que veut dire « six sigma », littéralement

Ce n’est pas un slogan, c’est une exigence de capabilité. Sigma, la lettre grecque, désigne l’écart-type, c’est-à-dire la dispersion d’un procédé. Un procédé dit six sigma place six écarts-types entre sa moyenne et la limite de tolérance la plus proche. En tenant compte du décalage conventionnel de 1,5 écart-type admis sur le long terme, cela correspond à 3,4 défauts par million d’occasions, noté DPMO (Defects Per Million Opportunities). Un procédé à trois sigma en produit environ 66 800. L’écart n’est pas de deux fois, il est de près de vingt mille fois.

La même tolérance, deux procédésProcédé à 3 sigmalimitelimiteLa courbe déborde des limitesenviron 66 800 défauts par millionProcédé à 6 sigmalimitelimiteLa courbe tient largement dedans3,4 défauts par millionOn ne change pas la tolérance, qui vient du client. On resserre la dispersion, ou on recentre.Les deux courbes ci-dessus sont des illustrations de principe, pas des relevés.

Cp et Cpk : le calcul qui économise une machine

  • Cp mesure la dispersion seule : largeur de l’intervalle de tolérance divisée par six écarts-types. Il ignore totalement le centrage, et c’est sa faiblesse.
  • Cpk mesure la dispersion et le centrage : distance de la moyenne à la limite la plus proche, divisée par trois écarts-types.
  • Seuils usuels dans l’industrie : 1,33 attendu en général, 1,67 dans l’automobile.

Faisons le calcul sur notre cabine de peinture. Tolérance de 60 à 100 micromètres, soit un intervalle de 40. Sur cent mesures, la moyenne est à 78 micromètres et l’écart-type à 6.

IndiceCalculRésultatVerdict
Cp40 / (6 × 6)1,11La machine est assez précise, presque au seuil
Cpk(78 − 60) / (3 × 6), la limite basse étant la plus proche1,00Mais elle est décentrée vers le bas

Cp est meilleur que Cpk : le procédé est capable mais décentré. La moyenne devrait être à 80, le milieu de la tolérance, et elle est à 78. Il suffit de remonter le débit de la buse de deux micromètres.Le Cpk passe alors à 20 / 18 = 1,11, rejoint le Cp, et les coffrets trop fins disparaissent. Coût de l’opération : un réglage.

C’est le calcul le plus rentable de tout Six Sigma, et le plus souvent sauté. Beaucoup d’ateliers achètent une machine neuve pour un problème de centrage. Pour aller plus loin, jusqu’au seuil automobile de 1,33, il faudrait cette fois réduire réellement la dispersion, de 6 à 5 micromètres. Cela ne se fait plus par un réglage : il faut d’abord savoir lequel des paramètres de la cabine fait varier l’épaisseur, et c’est précisément la question à laquelle répond un plan d’expériences.

DMAIC, la démarche et ses livrables

Le DMAIC est le cadre d’un projet Six Sigma : cinq étapes, chacune avec ses livrables, et une règle de passage d’une étape à l’autre. On ne passe pas à la suivante sans avoir produit les livrables de la précédente, et c’est cette discipline qui distingue un DMAIC d’un PDCA ordinaire.

DMAIC : les cinq étapes, et ce que chacune doit produireDDéfinirCharte de projet · SIPOC · Attentes du client chiffréesMMesurerPlan de collecte · Fiabilité de la mesure · Capabilité initialeAAnalyserPareto et Ishikawa · Tests d’hypothèses · RégressionsIAméliorerPlans d’expériences · Essai pilote · Gain mesuréCContrôlerCartes de contrôle · Plan de surveillance · Standard écritLe DMAIC est un PDCA discipliné : la différence tient dans l’exigence de preuve statistique à chaque étape,et dans l’interdiction d’avancer tant que les livrables de l’étape en cours ne sont pas produits.
Sur notre cabine de peinture, cela donne : Définir, la tolérance de 60 à 100 micromètres ; Mesurer, la fiabilité du mesureur d’épaisseur puis les cent relevés ; Analyser, le Cpk à 1,00 et le décentrage ; Améliorer, le recentrage puis le plan d’expériences ; Contrôler, une carte de contrôle sur l’épaisseur et le standard réécrit.

Les trois outils dont le nom doit venir naturellement

  • L’analyse du système de mesure, MSA (Measurement System Analysis), et son étude de répétabilité et de reproductibilité, dite R&R : avant de mesurer un procédé, on mesure le moyen de mesure. La répétabilité, c’est l’écart quand le même opérateur mesure deux fois la même pièce ; la reproductibilité, c’est l’écart entre deux opérateurs sur la même pièce. Si la variabilité du système de mesure dépasse une dizaine de pour cent de la variabilité totale observée, les données ne valent rien, et tout ce qu’on en conclut est faux.
    Chez nous : le mesureur d’épaisseur de peinture donne une R&R à 28 % de la variabilité totale. Autrement dit, plus du quart de la « dispersion du procédé » qu’on observait venait de l’instrument, pas de la cabine. Tant qu’on ne l’a pas corrigé, chercher des causes dans la cabine est du temps perdu. C’est l’étape la plus sautée de tout Six Sigma, et la plus grave.
  • Les plans d’expériences, DOE (Design of Experiments) : faire varier plusieurs facteurs ensemble selon un plan construit, au lieu de les tester un par un. On obtient les effets et les interactions, en beaucoup moins d’essais. Un facteur testé seul ment dès que deux facteurs interagissent, ce qui est la règle et non l’exception.
    Chez nous : trois facteurs suspects sur la cabine de peinture, le débit de la buse, sa distance au coffret et la vitesse de passe. Les tester un par un, en quatre essais (une référence, puis un facteur changé à la fois), ne dirait rien de leur interaction. Un plan complet à deux niveaux demande 2 × 2 × 2 = 8 essais, et donne les trois effets plus les interactions entre eux. Huit essais pour une réponse complète, au lieu de quatre pour une réponse trompeuse.
  • Les cartes de contrôle, cœur de la MSP (maîtrise statistique des procédés) : distinguer la variation normale de la vraie dérive, et ne toucher au réglage que dans le second cas.
    Chez nous : une mesure d’épaisseur toutes les vingt coffrets, portée sur une carte de contrôle affichée au poste. L’opérateur ne règle plus « au jugé » ; il règle quand la carte le dit.
D’où vient la dispersion mesurée sur l’épaisseur de peinture72 %18 %10 %la cabine elle-mêmerépétabilitéreproductibilitéle mesureur : 28 %Répétabilité : le même opérateur mesure deux fois la même pièce, et ne trouve pas la même valeur.Reproductibilité : deux opérateurs mesurent la même pièce, et ne trouvent pas la même valeur.Le seuil courant veut que le mesureur pèse moins de 10 % : ici, il en pèse près de trois fois plus.Plus du quart de ce qu’on croyait être un défaut de la cabine n’est que l’imprécision de l’instrument.
Les trois parts s’additionnent parce qu’elles sont calculées sur les variances, c’est-à-dire sur le carré des écarts-types. Tant que le mesureur n’est pas corrigé, chercher la cause dans la cabine revient à chercher une dérive dans le bruit de l’instrument.
Trois facteurs, deux niveaux chacun : les huit essais sont les huit coins d’un cube12345678débit de la buse : bas → hautdistance : proche → loinvitesse :lente → rapideUn facteur à la fois : 4 essaisune référence, puis on change un seulfacteur par essai. On voit trois effets,mais jamais ce qui se passe quand deuxfacteurs bougent ensemble.Plan complet : 8 essaistoutes les combinaisons, une par coin.On lit les trois effets, et leursinteractions : par exemple, un débit hautqui n’épaissit que si la buse est proche.
Chaque coin du cube est un essai, avec chaque facteur à son niveau bas ou haut. Quatre essais de plus que la méthode « un facteur à la fois », et une réponse qui ne ment plus dès que deux réglages agissent l’un sur l’autre.

Lean ou Six Sigma : lequel sortir, et quand

Le problème est…On sort…Dans notre atelier
Un délai trop long, du stock, des attentesLe Lean : cartographie de la chaîne de valeur, flux tiré, SMEDLes 14 jours de délai et le goulot de soudure
Une dispersion, des défauts dont la cause est inconnueSix Sigma : DMAIC, capabilité, plans d’expériencesL’épaisseur de peinture qui sort de tolérance
Une cause déjà connue et une solution évidenteNi l’un ni l’autre : un chantier kaizen de trois jours. Lancer un DMAIC là-dessus est du gaspillageLa bride manquante sur le gabarit

Sur les ceintures, une position claire

Jaune, verte, noire, master black belt : ce sont des niveaux de formation, pas des niveaux de compétence de terrain. Une certification aide à convaincre un recruteur, et elle a sa valeur. Elle ne remplace pas d’avoir tenu un chantier et mesuré le résultat, et l’inverse est encore plus vrai. Le contenu statistique d’une ceinture verte, et l’essentiel d’une noire, est par ailleurs le quotidien de n’importe quel travail de recherche expérimental : plans d’expériences, analyse de variance, régression, capabilité, fiabilité de la mesure.

11. La maintenance : la TPM

La TPM (maintenance productive totale) s’appuie sur les six grandes pertes vues plus haut et sur une idée simple : l’opérateur est le mieux placé pour détecter la dérive de sa machine, parce qu’il est devant toute la journée et qu’il entend les bruits avant que les capteurs ne les voient. La maintenance autonome lui confie le nettoyage, le graissage, les contrôles simples et le resserrage, pendant que le service maintenance traite le curatif lourd et le préventif planifié. Les huit piliers classiques ajoutent l’amélioration au cas par cas, la maintenance de la qualité, la conception des équipements neufs, la formation, la sécurité et l’environnement, et l’efficacité des services support.

Dans notre atelier, la TPM prend une forme minuscule et très efficace : cinq minutes en fin de poste où l’opérateur nettoie la torche du robot, vérifie le serrage des brides et note sur un tableau les anomalies entendues. Trois mois plus tard, l’équipe a anticipé deux changements de galet d’entraînement qui, l’année précédente, avaient arrêté la machine une demi-journée chacun, un jour de forte charge.

Point à voirCe qu’on faitAvec quoiQuiDurée
Torche du robotNettoyer la buse, vérifier l’usure du tube contactBrosse, gabarit d’usureOpérateur2 min
Brides du gabaritVérifier le serrageÀ la main, repère peintOpérateur1 min
Galet d’entraînement du filÉcouter, repérer les à-coups du filL’oreille, un repère sur le galetOpérateur1 min
Tableau d’anomaliesNoter ce qui a été vu ou entendu dans la journéeFeutre, tableau au posteOpérateur1 min
Anomalies notéesLes traiter dans la semaineOrdre de travailMaintenanceselon le cas

La fiche de fin de poste de la cellule : cinq minutes pour l’opérateur, qui voit et entend sa machine toute la journée, et un tableau qui transforme ce qu’il a remarqué en travail planifié pour la maintenance.

12. L’humain, qui décide de tout

Un chantier Lean réussit ou échoue sur ce point, et pas sur la qualité de la méthode. Trois règles que je n’ai jamais vues prises en défaut.

  • La solution appartient à ceux qui font le travail. Un ingénieur qui arrive avec la réponse obtient de la politesse et rien d’autre. Les mêmes personnes, consultées, donnent la solution en une demi-heure et la défendent ensuite. Les 27 secondes de robot à l’arrêt, ce sont les deux opérateurs de la cellule qui les ont désignées, pas le chronomètre.
  • Le Lean ne doit jamais servir à supprimer des postes. Si cela se produit une fois, la démarche est morte dans l’entreprise pour dix ans. Le temps libéré se réinvestit en capacité, en qualité, en polyvalence ou en conditions de travail.
  • Le chantier se clôt par un résultat chiffré et affiché, avec le nom de ceux qui l’ont fait. Sans mesure publique, le suivant ne mobilisera personne.

Le kaizen désigne l’amélioration continue par petits pas, portée par tous. Le chantier kaizen, ou hoshin, est sa forme concentrée : une équipe pluridisciplinaire, un périmètre étroit, trois à cinq jours, un état avant mesuré, un état après mesuré, et des actions mises en place pendant la semaine et non après. La discipline du format compte autant que le contenu.

13. Les cinq façons classiques d’échouer

  1. Commencer par l’outil. Décider de « faire du 5S » avant d’avoir regardé où part le temps. L’outil se choisit après le diagnostic, jamais avant. Dans notre histoire, un 5S lancé au premier jour aurait rangé la peinture, qui n’avait aucun problème.
  2. Améliorer là où ce n’est pas la contrainte. On gagne 20 % sur une machine qui attendait déjà, et rien ne change en sortie d’atelier. Pire : on fabrique du stock.
  3. Mesurer ce qui est facile. Le TRS d’une machine instrumentée plutôt que le taux de service, qui est le seul chiffre que le client voit.
  4. Confondre standard et rigidité. Un standard imposé d’en haut et jamais révisé devient un obstacle : l’opérateur trouve une meilleure façon de faire, ne peut pas amender la feuille plastifiée tamponnée par les méthodes, applique donc sa méthode à lui, et la feuille au mur devient une fiction que plus personne ne peut ni chronométrer ni améliorer.
  5. Ne rien prévoir pour la tenue. Pas d’audit, pas de rituel, pas de propriétaire nommé : le poste revient à son état initial en trois mois, et l’équipe conclut que le Lean ne marche pas.

14. Ce que le numérique change, et ce qu’il ne change pas

J’ai passé les dernières années à concevoir un logiciel de gestion industrielle : ordres de fabrication, gammes, nomenclatures, postes de charge, suivi de production au poste, arrêts machine, non-conformités, traçabilité par lot, marge par affaire. Cette expérience m’a appris deux choses sur le rapport entre Lean et données.

Ce que la donnée apporte réellement

  • Un TRS calculé tout seul à partir des déclarations au poste, au lieu d’une feuille remplie de mémoire en fin d’équipe. La différence n’est pas le confort : une feuille remplie de mémoire arrondit toujours dans le même sens.
  • Le motif d’arrêt saisi au moment de l’arrêt, en trois touches sur un écran au poste. C’est le seul moyen d’obtenir un Pareto des causes qui soit vrai. Reconstitué le lendemain, il désigne toujours la cause dont on se souvient, pas la plus fréquente.
  • La traçabilité par lot, qui transforme un rappel client de trois semaines en une requête de trois minutes.
  • La charge par poste projetée. Voici ce que cela veut dire concrètement : le logiciel prend tous les ordres de fabrication en portefeuille, lit dans chaque gamme le temps que chacun demande à chaque poste, et additionne semaine par semaine. Il en sort un graphique qui dit « en semaine 12, la soudure est chargée à 140 % de sa capacité, et en semaine 13 à 60 % ». Ce graphique rend le lissage discutable : au lieu de sentir que ça va coincer, le planificateur voit les deux barres, avance trois ordres de la semaine 12 vers la semaine 13, et les deux barres se rapprochent de 100 %. Le heijunka cesse d’être une intuition de chef d’atelier pour devenir un arbitrage qu’on prend à trois autour d’un écran, avec des chiffres sur lesquels on peut être en désaccord.

Ce qu’il ne faut pas en attendre

Un logiciel n’améliore rien par lui-même. Informatiser un processus mauvais donne un processus mauvais plus rapide et plus difficile à corriger. L’ordre est toujours le même : observer, simplifier le flux, stabiliser le standard, et seulement ensuite outiller. La saisie doit par ailleurs coûter quelques secondes à l’opérateur, ou elle ne se fera pas, et une donnée qui n’est pas saisie est pire qu’une donnée absente : elle est fausse.

15. Un plan de quatre-vingt-dix jours sur un site

Tout ce qui précède s’est déroulé dans un certain ordre, et cet ordre n’est pas accidentel. Voici comment je découpe une prise de poste ou une mission sur un site que je ne connais pas. La règle qui gouverne tout le découpage tient en une phrase : on ne décide rien pendant le premier mois, et on ne mesure plus rien pendant le dernier.

Quatre-vingt-dix jours, cinq temps, dans cet ordre1Jours 1 à 15VoirGemba tous les jours, observations chronométrées. Rien n’est décidé.2Jours 15 à 30ChiffrerCartographie, ratio de valeur ajoutée, Pareto, coût de la non-qualité.3Jours 30 à 45ChoisirDeux ou trois chantiers au maximum, tous sur la contrainte.4Jours 45 à 75FaireChantiers de trois à cinq jours, avec mesure avant et mesure après.5Jours 75 à 90TenirAudit, rituel court, tableau au poste, gains publiés et signés.Puis on recommence sur la contrainte suivante, qui a changé de place pendant l’opération.

Pourquoi ce découpage, et pas un autre

  • Voir, jours 1 à 15 : observer, sans rien décider. Chaque jour sur le terrain, on suit un coffret de la tôle à l’expédition, on chronomètre chaque poste, on compte les coffrets qui attendent entre les postes, on écoute les opérateurs et l’encadrement. On note, on ne change rien. C’est la partie la plus difficile à tenir, parce qu’un nouvel arrivant est attendu sur des décisions et qu’il en a envie. Elle est pourtant décisive : toute décision prise avant d’avoir vu se paie deux fois. Elle sert aussi à autre chose, qui n’est pas technique : quinze jours à écouter sans rien changer est ce qui fait accepter le mois suivant.
  • Chiffrer, jours 15 à 30 : mettre ce qu’on a vu en chiffres. On dessine la cartographie des flux, on calcule le ratio de valeur ajoutée, on fait le Pareto des arrêts et des défauts, on estime le coût de la non-qualité, et on présente le tout sur une seule page à la direction. Ce sont ces chiffres qui déplacent une direction, parce qu’ils sont indiscutables et qu’ils ne désignent personne.
  • Choisir, jours 30 à 45 : retenir deux ou trois chantiers, et les préparer. Le chiffrage a fait apparaître une dizaine de pistes. Chez nous : les changements de gabarit de la soudure, ses micro-arrêts, les stocks entre les postes, le nettoyage de la cabine de peinture, le montage à 70 secondes, les reprises de soudure. Pendant ces quinze jours, on fait trois choses. On trie : pour chaque piste, le gain attendu et l’effort, et on ne garde que ce qui touche la soudure, puisque c’est elle qui limite tout l’atelier. Chez nous, trois chantiers restent : le kanban, le SMED de la cellule et l’équilibrage des postes autour d’elle. On prépare : pour chacun, une feuille A3 avec l’objectif, le pilote, l’équipe, les dates, la mesure de départ et le matériel à commander, comme le chariot et la base de bridage du SMED. On fait valider : la direction signe les objectifs et le budget, et la production libère les opérateurs aux dates prévues. Pourquoi pas dix chantiers, puisque tout est visible à ce stade ? Dix chantiers lancés ensemble donnent dix chantiers inachevés, et la conviction partagée que la méthode ne marche pas. Deux chantiers finis et mesurés donnent le droit d’en lancer quatre.
  • Faire, jours 45 à 75 : mener les chantiers, trois à cinq jours chacun. Chacun est concentré sur trois à cinq jours, avec les opérateurs dedans à plein temps. Ils passent l’un après l’autre, pour ne jamais retirer trop de monde à la production en même temps, et chacun prend sa mesure avant et sa mesure après : c’est ce qui remplit le mois. Un chantier étalé sur six semaines n’a plus de fin visible et perd son équipe en route.
  • Tenir, jours 75 à 90 : faire durer les gains, quinze jours entiers. C’est la partie qu’on supprime toujours quand le planning se tend, et c’est celle qui décide si tout le reste sert à quelque chose dans six mois. Audit planifié, rituel court au poste, propriétaire nommé pour chaque standard, gains affichés avec les noms.

16. Où en est l’atelier, quatre-vingt-dix jours plus tard

Reprenons la question du premier jour : fallait-il acheter cette deuxième cellule robotisée ? Voici l’état de l’atelier après les trois chantiers, avec l’intégralité du calcul, pour que vous puissiez le refaire.

Ce qu’on regardeAu premier jourAprès 90 joursCe qui l’a changé
Disponibilité de la soudure90 %97 %SMED : 10 changements de gabarit de 1 min 15 par jour, au lieu de 2 de 22 min
Performance95 %97 %5S et poka-yoke : plus de recherche d’outil ni de repositionnement
Qualité99 %99,5 %Capteur de présence sur le gabarit
TRS de la soudure84,6 %93,6 %Le produit des trois ci-dessus
Temps de cycle de la soudure90 s63 sRééquilibrage : 27 s déplacées vers la découpe et la peinture
Taille des lots au pliage40040SMED sur la plieuse : changement d’outil de 35 à 6 min
Entre pliage et soudure80 m, 40 chariots en attente3 m, 6 chariots au plusPostes rapprochés, 6 étiquettes kanban
Coffrets bons par jour25440127 000 × 0,936 / 63 = 401
En-cours dans l’atelier4 480 coffrets1 440 coffretsQuatre stocks plafonnés par des étiquettes
Délai de fabrication14 jours3,6 joursLoi de Little : 4 480 ÷ 320 avant, 1 440 ÷ 400 après
Argent immobilisé dans l’en-coursprès de 270 000 €environ 86 000 €À 60 € le coffret en cours : plus de 180 000 € rendus à la trésorerie
Ratio de valeur ajoutée0,02 %0,09 %290 s sur 3,6 jours au lieu de 14. Toujours dérisoire, et c’est normal
Samedis travailléstousaucunLa demande est tenue sur cinq jours

La réponse à la question du premier jour

Non, il ne fallait pas acheter la deuxième cellule robotisée. Les 400 coffrets par jour sont tenus avec la machine existante, sans un samedi, et le délai de fabrication est passé de quatorze jours à moins de quatre.

Ce qui a été dépensé : un chariot de préparation de gabarit, une base de bridage rapide pour le robot, des brides à serrage rapide pour la presse, une centaine d’euros de capteur, des mousses découpées pour les outils, et une quinzaine de journées de travail d’équipe réparties sur trois mois. Ce qui a été économisé : le prix d’une maison, les samedis de l’équipe de production, et plus de 180 000 euros d’en-cours rendus à la trésorerie.

Et l’atelier n’est pas « fini ». Le montage est maintenant à 70 secondes pour un takt de 67,5 : c’est lui, désormais, qui empêche l’atelier d’aller plus loin. C’est le cinquième principe de Womack et Jones, et ce n’est pas une déception : c’est le signe que le système fonctionne. Une chaîne qui n’a plus de contrainte visible est une chaîne qu’on ne regarde plus assez près.

Pour finir

Le Lean n’est pas une collection d’outils japonais à dérouler dans l’ordre. C’est une façon de regarder un atelier et de se demander, devant chaque geste, si le client le paierait. Les 5S, le SMED, le kanban, le TRS sont des réponses à des questions précises, et il faut avoir posé la question avant de sortir la réponse. C’est pour cela que cette page suit un atelier du premier jour au quatre-vingt-dixième, et non un sommaire.

S’il ne fallait retenir qu’une chose : dans notre histoire, aucun des gains n’est venu d’un investissement, et aucun n’est venu de quelqu’un qui travaillait plus vite. Ils sont tous venus de travail déplacé, d’attente supprimée, ou d’un défaut qu’on a rendu impossible à fabriquer. C’est à peu près toujours comme cela.

Si vous voulez discuter d’un flux, d’un TRS qui ne veut rien dire, ou d’un atelier dont le délai s’allonge sans que personne ne comprenne pourquoi, écrivez-moi. C’est exactement le genre de problème qui me réveille le matin.

Sources

  • Toyota Production System: Beyond Large-Scale Production, Taiichi Ohno, Productivity Press, 1988 (édition japonaise 1978).
  • The Machine That Changed the World, James P. Womack, Daniel T. Jones et Daniel Roos, 1990.
  • Lean Thinking, James P. Womack et Daniel T. Jones, 1996.
  • Learning to See, Mike Rother et John Shook, Lean Enterprise Institute, 1998.
  • A Revolution in Manufacturing: The SMED System, Shigeo Shingo, Productivity Press, 1985.
  • Introduction to TPM: Total Productive Maintenance, Seiichi Nakajima, Productivity Press, 1988.
  • A Proof for the Queuing Formula: L = λW, John D. C. Little, Operations Research, 1961.

Questions fréquentes

Le Lean, c'est faire travailler les gens plus vite ?

Non. Le Lean, c'est vouloir que le produit avance plus vite, pas les gens. Les gains viennent du travail déplacé, de l'attente supprimée et des défauts rendus impossibles, pas d'une cadence imposée.

Par où commencer dans un atelier ?

Par voir avant d'agir : aller sur le terrain, cartographier le flux, mesurer où part le temps. Les outils viennent ensuite, chacun au moment où un problème précis le réclame.

Lean ou Six Sigma ?

Les deux. Le Lean retire les temps morts et les gaspillages, Six Sigma réduit les défauts et la variation. Ensemble, ils forment ce qu'on appelle l'excellence opérationnelle.

L'atelier de l'exemple existe-t-il ?

Non. Il a été construit pour que tous les chiffres se tiennent d'un bout à l'autre de la page. Aucun chiffre n'est présenté comme une mesure réelle.

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