Les origines du Kanban remontent au Japon de l’après-guerre, lorsque Toyota, qui cherchait des solutions pour optimiser la production et réduire le gaspillage, s’est inspiré du système de réapprovisionnement des supermarchés. Après avoir observé directement les clients, qui ne prenaient dans les rayons que les produits dont ils avaient strictement besoin, et la façon avec laquelle les employés réapprovisionnaient les stocks en fonction de la demande, les ingénieurs de Toyota ont appliqué cette même logique dans les usines. Ils ont ainsi créé une méthode efficace et visuelle de gestion des flux de travail, le Kanban, qui est un outil essentiel de la production Lean (ou Lean Manufacturing) dans une perspective d’efficacité opérationnelle et d’amélioration continue.

Dans cet article, les principes fondamentaux du Kanban dans la production Lean sont explorés, tout comme sa mise en œuvre et les principaux avantages pour les entreprises.

Qu’est-ce que le Kanban dans la production Lean ?

Dans la production Lean, assurer un flux continu et efficace de matériaux et d’informations est essentiel pour réduire les gaspillages et améliorer la productivité. Le Kanban est l’une des méthodologies clés pour atteindre cette efficacité. Il s’agit d’un système qui régule les opérations de production et de transport des matériaux, garantissant la synchronisation de l’ensemble des flux.

Les origines du Kanban

Le Kanban trouve son origine au Japon, dans le cadre du Système de Production Toyota (TPS). Inspiré par le fonctionnement des supermarchés, Taiichi Ohno a développé le Kanban comme outil de régulation des flux et d’élimination des gaspillages.

Le terme Kanban signifie « carton » ou « signal visuel » en japonais, reflétant l’essence du système : une communication claire et visuelle des besoins en production ou en transport, favorisant un système en flux tiré, où la production se déclenche uniquement en fonction de la demande réelle du client. Le Kanban peut prendre différentes formes et être mis en œuvre aussi bien physiquement que numériquement. De plus, son application varie selon le contexte : le Kanban de production, utilisé pour donner un ordre de production, et le Kanban de logistique ou de déplacement, servant à ordonner le transport des matériaux.

Figure 1 – Exemple de Kanban de production

Les principes fondamentaux du Kanban

Le Kanban repose sur les principes fondamentaux de la productionLean, tout en garantissant une production plus efficace, flexible et alignée sur la demande réelle. Les quatre principes clés sont :

• Gestion visuelle du flux de travail – offre une vision claire de la situation des opérations, permettant aux équipes de suivre l’avancement des tâches, d’identifier les retards et de prendre des décisions pour optimiser le flux de travail ;
• Production en flux tiré – ajuste la production à la demande réelle du client, assurant une utilisation efficace des ressources et évitant la surproduction ;
• Limitation du travail en cours – établit une limite maximum pour les travaux en cours (WIP – Work in Progress), réduisant les stocks et les temps d’attente tout en garantissant un flux fluide en production ;
• Amélioration continue – encourage une analyse constante de la performance, mettant en évidence les gaspillages et les opportunités d’optimisation.

En suivant ces principes, le Kanban aide les organisations à créer un flux de travail plus agile et efficace, en réduisant les gaspillages, en améliorant la productivité et en garantissant des livraisons plus rapides et plus fiables.

Comment le Kanban s’aligne avec les principes Lean

Le Kanban est totalement aligné avec les principes du Lean. La mise en place d’un système Lean exige la création d’un flux sur l’ensemble de la chaîne d’approvisionnement, en commençant généralement par établir un flux en production et en logistique.

Afin de garantir le flux de production, il est essentiel d’adopter un flux unitaire, de minimiser les gaspillages en optimisant la conception de la ligne et le travail standard, ainsi que de réduire les temps de setup afin d’accroître la flexibilité.

En ce qui concerne la logistique, il est essentiel d’utiliser de petits conteneurs pouvant être déplacés facilement à la main, stockés dans des supermarchés standardisés et soutenus par des cycles d’approvisionnement standardisés et fréquents.

Cette infrastructure physique est nécessaire à la mise en place d’un système Lean. Cependant, le flux d’informations doit encore être garanti, et c’est là que le Kanban entre en jeu. Le processus de synchronisation définit les différents types de circuits d’information Kanban et Junjo. Dans cet article, l’accent est mis sur les circuits Kanban, qui sont les plus courants dans un système à flux continu et qui représentent le modèle de réapprovisionnement basé sur la consommation.

Cycle logistique de réapprovisionnement avec Kanban

Un cycle de réapprovisionnement Kanban fonctionne selon les principes suivants :

• Le cycle commence à l’endroit où se trouve l’inventaire du client ;
• La pièce est disponible pour une livraison immédiate au client ;
• La pièce doit être remplacée lorsque le stock atteint le niveau de réapprovisionnement ;
• Niveau de réapprovisionnement = demande pendant la période de réapprovisionnement + stock de sécurité ;
• Stock de sécurité = variation de la demande pendant le lead time de réapprovisionnement ;
• Le Kanban (ou un ensemble de Kanbans) est généralement un ordre de réapprovisionnement.

Figure 2 – Cycle de réapprovisionnement avec Kanban

Le temps total de réapprovisionnement dépend du temps nécessaire pour effectuer les groupes de tâches suivants :

1. Temps de traitement de la commande ;
2. Temps de collecte de la commande ;
3. Temps de transport ou de production ;
4. Temps de réception du matériel.

Types de cycles Kanban

Dans une usine, où il est nécessaire de gérer à la fois l’approvisionnement et la livraison des matériaux, six types principaux de circuits Kanban peuvent être identifiés. Ils se divisent en deux groupes :

I. Kanban de transport :

1. Kanban de transport client : demande de livraison du supermarché de produits finis à un client ;
2. Kanban de transport interne : circuits de réapprovisionnement ;
3. Kanban de transport externe : demande adressée à un fournisseur pour réception dans un supermarché d’entrée.

II. Kanban de production :

4. Kanban de production en flux : utilisé pour des lignes ou machines avec un temps de changement zéro et un lot de déplacement unitaire ;

5. Kanban de production par signal : appliqué aux lignes ou aux machines qui nécessitent un temps de changement supérieur à zéro et qui n’utilisent pas de cartes Kanban associées à des conteneurs (le Kanban indique la taille du lot) ;

6. Kanban de production en lot : utilisé pour des lignes ou machines qui nécessitent un temps de changement supérieur à zéro et utilisent des cartes Kanban associées aux conteneurs.

Figure 3 – Six types de cycles Kanban

Le rôle de la gestion visuelle dans le Kanban

Le système Kanban, en tant que système d’information visuel, offre une visibilité claire sur la situation de la production et de la logistique, facilitant ainsi l’identification des retards et la prise de mesures rapides pour résoudre les problèmes.

L’importance des flux visuels en production

La gestion visuelle est un principe fondamental de la production Lean, présent dans presque toutes ses méthodologies. Ce principe garantit une transmission efficace des informations, favorise la transparence et permet une lecture immédiate de la réalité sur le Gemba. Cette clarté facilite donc la prise de décision et favorise l’amélioration continue des processus.

Les Kanbans rendent visibles les flux d’information et de matériaux, permettant à tous les employés d’avoir une compréhension claire de la situation de la production et des besoins en matériaux. Cette approche réduit la dépendance aux instructions verbales ou aux systèmes complexes, rendant la gestion plus intuitive et plus efficace.

Exemples de gestion visuelle efficace

La gestion visuelle intervient à plusieurs niveaux des processus opérationnels, garantissant une production et une logistique optimales. Voici quelques exemples d’utilisation :

• Kanban : les cartes Kanban contiennent des informations essentielles sur le besoin de production ou de réapprovisionnement en matériaux, incluant la référence de la pièce, la quantité nécessaire, le point de consommation et le fournisseur ;
• Boîtes logistiques : ces boîtes permettent un suivi visuel des commandes et servent à organiser les Kanbans en fonction du jour de démarrage de la production ;
• Boîtes de lissage : correspondant au point de départ du cycle du Mizusumashi, elles permettent de suivre visuellement la séquence de production, de définir le Takt Time des lignes et d’identifier d’éventuels retards dans les routes logistiques ;
• Séquenceurs : placés en début de ligne de production, ils garantissent l’application du principe FIFO (First In, First Out) aux Kanbans et permettent de suivre l’avance ou le retard de la ligne.

L’intégration de la gestion visuelle dans ces différents éléments assure une production et une logistique efficaces, en garantissant une transparence totale pour l’ensemble des employés impliqués.

Comment le Kanban facilite un système en flux tiré

La mise en place d’un système en flux tiré repose sur une planification en trois phases. La première correspond à la planification stratégique, la deuxième à la planification de la capacité et la troisième à la planification de l’exécution. Le système Kanban intervient dans cette troisième phase, en assurant le flux d’information sur ce que les lignes doivent produire et ce que la logistique doit transporter.

Le concept de système en flux tiré dans le Lean

Un système en flux tiré est un modèle de production et de logistique où la production et le réapprovisionnement des matériaux sont déclenchés en fonction de la demande réelle du client. Contrairement au modèle push traditionnel, où la production est réalisée sur la base de prévisions, le système en flux tiré garantit que les matériaux et les produits ne sont fabriqués et déplacés que lorsqu’ils sont nécessaires.

Étapes pour mettre en place la planification en flux tiré et le Kanban dans un système de production Lean

Pour déployer un système en flux tiré, il est essentiel de définir la stratégie de planification des produits finis et des composants, en déterminant s’ils doivent être produits pour stock ou sur commande. Ensuite, il convient d’évaluer la capacité logistique et de production avant d’établir le plan d’exécution.

Figure 4 – Étapes de la planification en flux tiré

1. Planification stratégique

Il existe deux stratégies fondamentales pour planifier la production de produits finis:

1. Production sur commande (MTO – Make to Order) : le produit n’est pas disponible immédiatement, et le client doit attendre la fin de la production pour être livré ;
2. Production pour stock (MTS – Make to Stock) : le produit est prêt à être livré dès la commande, et il est nécessaire d’en produire davantage pour reconstituer le stock et garantir la consommation.

Dans la plupart des cas, les entreprises adoptent une combinaison de ces deux stratégies.

Les commandes fixes des clients peuvent être converties directement en cartes Kanban, tandis que les produits MTS nécessitent un algorithme de calcul de réapprovisionnement pour maintenir des niveaux de stock adéquats.

Les produits à forte rotation sont des candidats idéaux pour la stratégie MTS, car leur fréquence de commande élevée réduit le risque de stocks excédentaires. En revanche, les produits à faible rotation sont fabriqués en plus petits volumes et de manière moins fréquente, ce qui les rend plus adaptés à une stratégie MTO. Toutefois, le choix entre MTO et MTS doit être aligné sur la stratégie commerciale de l’entreprise.

Un autre facteur critique est la stratégie de planification de la production des composants. Certaines pièces peuvent être produites sur stock (MTS), tandis que d’autres ne peuvent être produites que sur commande (MTO). Cette décision influence directement la façon dont les composants sont fournis à la ligne d’assemblage, que ce soit par Kanban ou Junjo.

En règle générale, la définition de la stratégie de planification des composants devient évidente une fois que la stratégie du produit final a été établie. Le degré de communalité des pièces (c’est-à-dire l’utilisation de la même pièce dans plusieurs produits finaux) joue un rôle déterminant. Les composants destinés aux produits à forte rotation sont souvent classés dans la catégorie MTS, tandis que les pièces spécifiques destinées aux produits à faible rotation ont tendance à être gérées comme MTO afin d’éviter d’accumuler des stocks superflus.

2. Planification de la capacité

La deuxième étape de la planification en flux tiré est la planification de la capacité, dont le résultat est souvent appelé contrat production-logistique. Ce contrat définit la capacité nécessaire pour répondre aux commandes des clients à court et moyen terme.

Le processus de planification de la capacité permet d’anticiper les variations de la demande du marché, y compris la saisonnalité. Les horizons de planification typiques peuvent être annuels, alignés sur l’exercice budgétaire, trimestriels ou mensuels. Le Takt Time client doit être calculé, et les décisions de capacité doivent être prises pour garantir que la production puisse répondre à ce rythme. Ces décisions incluent la capacité de la ligne d’assemblage, la capacité des machines spécifiques, la taille des supermarchés (stocks intermédiaires) et la capacité de transport. Le contrat production-logistique permet de standardiser la capacité mensuelle prévue. Les prévisions de la demande fournissent les informations nécessaires à la planification des capacités. Dans de nombreux cas, celles-ci peuvent être établies par famille de produits

3. Planification de l’exécution

La troisième étape de la planification en flux tiré est la planification de l’exécution, qui détermine quoi produire et en quelle quantité. Le résultat de ce processus est une liste d’ordres de production qui contient trois types d’ordres de production : les commandes finales des clients pour les produits MTO, les commandes de réapprovisionnement pour les produits MTS et les commandes finales spéciales des clients pour les produits MTS, lorsque la taille de la commande est grande et par conséquent le délai de livraison est plus long que d’habitude.

Une fois la liste des ordres de production établie, le processus de lissage de la production (Heijunka) commence. Son objectif est d’organiser la production en petits lots, garantissant une cadence stable et prévisible, par exemple avec une production quotidienne constante.

Le processus de lissage consiste en diverses opérations de planification qui convertissent les commandes en lots programmables et lancent une séquence de production optimisée, tout en respectant la capacité et en équilibrant les quantités à produire. Ces commandes sont ensuite collectées et livrées par le Mizusumashi afin de lancer la production sur les lignes.

Les opérations du processus de lissage peuvent être résumées comme suit :

• Définir la ligne de référence, qui recevra les ordres de production ;
• Convertir les ordres de production en cartes Kanban, permettant de créer des lots plus petits ;
• Mettre en place une boîte logistique, où les Kanban sont organisés en fonction du jour de démarrage de la production, en équilibrant la charge mensuelle tout en respectant la capacité de production quotidienne définie dans le contrat production-logistique ;
• Créer une boîte de lissage, où sont planifiées la séquence de production et les cycles de collecte du Mizusumashi, en ajustant la charge quotidienne selon la capacité de production fixée.

Cette planification permet d’optimiser les flux, d’améliorer la stabilité de la production et de garantir une réponse efficace à la demande des clients.

Avantages des systèmes en flux tiré vs. systèmes en flux poussé

Le choix entre un système en flux tiré et un système en flux poussé a un impact direct sur l’efficacité opérationnelle, les niveaux de stock et la capacité de réponse aux fluctuations de la demande. Les systèmes en flux tiré reposent sur la demande réelle des clients, évitant ainsi la surproduction et réduisant le gaspillage. Les principaux avantages sont :

• Réactivité accrue à la demande : adaptation rapide aux variations de la demande, évitant les excédents ou les ruptures de stock ;
• Réduction des stocks : production uniquement en fonction des besoins, limitant ainsi les coûts de stockage et l’immobilisation du capital ;
• Meilleure visibilité et contrôle : suivi continu de la production, garantissant l’alignement entre chaque étape du processus ;
• Réduction des coûts : l’optimisation des flux de production permet de réduire les coûts liés aux défauts, au stockage excessif, à l’obsolescence des produits et aux autres formes de gaspillage ;
• Amélioration de l’efficacité opérationnelle : la réduction des stocks met en évidence les inefficacités, favorisant l’amélioration continue des processus.

L’adoption des principes du flux tiré plutôt que du flux poussé permet de limiter la dépendance aux prévisions de la demande, souvent sujettes à des erreurs, entraînant des gaspillages et des déséquilibres dans la chaîne d’approvisionnement.

La relation entre les limites de WIP et les systèmes en flux tiré

Dans les systèmes en flux tiré, le travail en cours est contrôlé et régulé grâce à l’utilisation des systèmes Kanban et à la mise en place de lignes en flux unitaire. Ces approches garantissent un flux de production efficace, sans générer de stocks superflus.

Cela permet de réduire le lead time et d’augmenter la flexibilité. La production s’adapte rapidement à la demande réelle, minimisant ainsi les temps d’attente. De plus, comme mentionné précédemment, en éliminant les stocks intermédiaires, les gaspillages deviennent évidents.

La limitation du travail en cours dans les systèmes en flux tiré assure une production efficace, nivelée et synchronisée avec la demande réelle, optimisant ainsi l’utilisation des ressources et encourageant l’amélioration continue.

Avantages de la mise en place du Kanban dans la production Lean

La mise en œuvre du système Kanban permet de gagner en efficacité, de réduire les stocks superflus, d’optimiser les délais de livraison et d’éliminer les gaspillages dans les processus. En mettant en œuvre le Kanban, les entreprises parviennent à une production plus agile, plus souple et plus efficace, conformément aux principes de la production Lean.

Amélioration de l’efficacité en production

Le Kanban, combiné aux autres outils de la production Lean, optimise le flux des matériaux et de l’information, améliorant ainsi l’efficacité opérationnelle. En assurant un suivi visuel et en permettant des ajustements en temps réel, il réduit les temps d’inactivité des lignes, augmente la productivité des équipes et garantit un rythme de production plus stable et prévisible.

Réduction des stocks et du lead time

En basant la production sur la demande réelle, le Kanban permet de réduire le lead time, de garantir des livraisons plus rapides et plus efficaces et de minimiser le besoin de stocks élevés de matières premières, de composants et de produits finis. Cela a pour effet de réduire les coûts de stockage et d’améliorer l’agilité de la chaîne d’approvisionnement.

Réduction des gaspillages et amélioration continue

La mise en œuvre du Kanban élimine la surproduction, les temps d’attente et les mouvements superflus, en totale cohérence avec les principes de la production Lean. En outre, cette méthode favorise un environnement d’amélioration continue, permettant aux équipes d’identifier et de corriger rapidement les problèmes opérationnels et d’ajuster les processus afin d’obtenir une efficacité et une qualité accrues.

Exemples pratiques de Kanban dans la production Lean

La mise en œuvre du système Kanban améliore la productivité de la production discrète, en synchronisant les flux et en alignant la production sur la demande réelle. Voici deux exemples d’industries aux processus de production distincts ayant adopté le Kanban.

Kanban dans la production automobile

Dans l’industrie automobile, deux types de commandes peuvent être reçues : celles des concessionnaires et celles des clients finaux. L’approche adoptée pour ces deux catégories de commandes diffère.

Les modèles inclus dans les commandes des concessionnaires sont sélectionnés avec rigueur, en tenant compte des couleurs, configurations et options les plus populaires. Les modèles choisis pour le réapprovisionnement des concessionnaires sont généralement des produits à forte rotation, sélectionnés sur la base de prévisions fiables des préférences des consommateurs. Dans ce contexte, les commandes des concessionnaires sont généralement classées comme MTS, tandis que les commandes personnalisées des clients finaux suivent l’approche MTO.

Les deux types de commandes sont ensuite mis à niveau pour la production sur la ligne d’assemblage, selon un modèle qui peut être décrit comme « l’assemblage à la commande », dans lequel la production est ajustée pour équilibrer l’efficacité et la personnalisation.

La complexité de la production automobile exige un système de gestion des matériaux efficace pour réduire les gaspillages, améliorer la qualité et garantir un flux de production continu. La synchronisation des matériaux simplifie la logistique interne et améliore l’efficacité sur la chaîne d’assemblage.

Kanban dans l’industrie électronique

Les usines de produits électroniques sont confrontées à des défis logistiques complexes en raison de la grande diversité des composants. Parmi ces défis, l’un des plus évidents est d’assurer l’approvisionnement efficace de plusieurs lignes d’assemblage, qui travaillent avec des milliers de composants différents. En outre, il est primordial d’éviter les ruptures de stock et les arrêts de production dus à un manque de pièces. Un autre facteur critique est la minimisation du travail en cours, qui garantit un flux continu et efficace tout au long du processus de production.

Pour répondre à ces défis, plusieurs stratégies doivent être mises en place :

• Standardisation des conteneurs : utilisation de petits conteneurs pour faciliter le transport et le stockage ;
• Supermarché en bord de ligne : organisation des matériaux avec un systèmeKanban à deux conteneurs (plein et vide) pour assurer un réapprovisionnement continu ;
• Supermarché pour la séparation des pièces : utilisation de rayonnage dynamique pour optimiser la collecte des composants ;
• Mizusumashi : transport cyclique des matériaux basé sur le temps de cycle, à l’aide d’opérateurs ou de trains logistiques électriques ;
• Définition de standards et tests : standardisation et ajustements opérationnels pour améliorer l’efficacité ;
• Mise en œuvre et amélioration continue : suivi et optimisation constante des opérations.

La mise en œuvre de ces étapes permet d’accroître ainsi la productivité de la production et de la logistique, d’éliminer les ruptures de stock dans la production et d’améliorer l’organisation et l’utilisation de l’espace. En résumé, l’application du Kanban dans l’industrie électronique améliore le flux des matériaux, réduit les gaspillages et augmente l’efficacité, rendant la production plus agile et plus compétitive.

Défis de l’utilisation du Kanban dans la production Lean

Bien que le Kanban soit un outil très efficace pour optimiser le flux de production dans la production Lean, sa mise en place peut rencontrer des défis majeurs. En raison de la résistance culturelle, de la variabilité de la demande et de la complexité des systèmes de production, il peut être difficile d’adopter le système Kanban et de le faire fonctionner. Ci-après, les principaux défis à relever et les moyens de les atténuer.

Surmonter la résistance au changement

L’introduction du système Kanban peut susciter une certaine résistance de la part des employés et des gestionnaires, en particulier dans les environnements habitués aux méthodes traditionnelles de production et de contrôle des stocks. Lorsque les avantages du système ne sont pas bien compris, l’insécurité et l’hésitation à l’adopter peuvent s’installer. Il est donc impératif d’investir dans la formation, de présenter des gains rapides par le biais de projets pilotes et d’impliquer les équipes dans le processus d’amélioration continue.

Gérer une forte variabilité de la demande

Le système Kanban fonctionne mieux dans les environnements où la demande est relativement stable et où les flux peuvent être prévisibles. Toutefois, en cas de fortes fluctuations de la demande, il peut être difficile de maintenir des niveaux de stock optimaux sans générer de retards ou d’excès. Il convient donc de s’interroger sur la gestion de la saisonnalité. Deux méthodes permettent de faire face à la demande saisonnière :

• Ajustement de la capacité : cela consiste à modifier le niveau de capacité de production pour faire face aux fluctuations prévues. Le processus de planification de la capacité s’appuie sur des prévisions pour définir la capacité du mois suivant. Ainsi, la capacité peut être augmentée ou réduite en ajustant le nombre de employés, la vitesse des machines ou d’autres facteurs influençant la capacité de production ;
• Utilisation des stocks pour compenser les pics de demande : le recours aux stocks est une autre approche pour gérer la saisonnalité. Deux situations peuvent se présenter :
  • Lorsque la demande réelle est inférieure à la capacité prévue, certaines commandes peuvent être anticipées. Si aucune commande ne peut être avancée, il est possible d’augmenter les niveaux de stock des produits MTS, en privilégiant d’abord ceux à forte rotation ;
  • Lorsque la demande réelle est supérieure à la capacité convenue, les niveaux de stock peuvent être utilisés pour répondre au client. Si cela se produit tous les jours pendant une longue période, il y aura une situation de rupture de stock. Cette situation peut être minimisée si les niveaux de réapprovisionnement sont ajustés en fonction de la saisonnalité, en augmentant les niveaux de réapprovisionnement pour les produits à forte rotation.

Chaque situation est différente et nécessitera une stratégie spécifique pour faire face à la saisonnalité, en fonction de l’utilisation de la capacité et des stocks.

Adapter le Kanban aux systèmes complexes

La mise en œuvre du système Kanban peut s’avérer difficile à gérer dans le cas d’opérations très complexes où les flux de production sont multiples et interconnectés. Les lignes de production avec une grande variété de produits et des fournisseurs dispersés nécessitent ainsi un système flexible et bien intégré. La solution consiste à adapter le système Kanban à la réalité de l’entreprise, en adoptant des systèmes numériques qui permettent de suivre les niveaux de stock en temps réel et de garantir une gestion plus dynamique et plus efficace.

Avez-vous encore des questions sur le Kanban dans la production Lean ?

Le Kanban peut-il être étendu à des opérations industrielles plus grandes ou plus complexes ?

Oui, le Kanban peut être déployé à grande échelle dans des environnements industriels complexes, à condition d’être adapté aux besoins spécifiques de l’entreprise.

Le Kanban fait-il partie du Kaizen ?

Oui, le Kanban est une outil clé de la philosophie Kaizen, car il favorise l’amélioration continue en optimisant le flux de production et en réduisant les gaspillages.