Dans le cadre du développement lean de produits, la phase de Conception du Système de Production (CSP) se distingue comme une étape difficile. Cet article explore les principes fondamentaux sous-jacents à la CSP et présente un guide pour son implémentation efficace. L’objectif principal est de créer des systèmes efficaces axés sur l’excellence opérationnelle, afin de favoriser la réussite des organisations.

Introduction au processus de conception du système de production

En appliquant la méthodologie de conception du système de production, l’objectif est de développer des systèmes efficaces pour la fabrication de nouveaux produits conformément aux principes lean. Ceci est une phase fondamentale du processus de développement des produits.

La CSP assure l’intégration opportune et systématique de toutes les parties pertinentes pour le processus, couvrant des domaines tels que la conception du produit, la planification, la logistique, la production, entre autres. La synergie entre les diverses facettes du développement et de la production est fondamentale pour atteindre des résultats de haute qualité.

Principes lean à la base du système de production

Les principes lean constituent la base pour la conception du système de production, offrant une approche éprouvée pour maximiser l’efficacité et minimiser les gaspillages. Deux des principes fondamentaux qui soutiennent cette philosophie sont la création de valeur pour le client et l’efficacité du flux.

Créer de la valeur pour le client

Comme déjà mentionné, l’un des principes fondamentaux du lean est la création de valeur pour le client. Toutes les activités au sein du système de production doivent être orientées vers la satisfaction des besoins et attentes du client. Cela implique de bien comprendre les besoins du marché et d’aligner les processus de production pour fournir des produits ou des services qui ajoutent réellement de la valeur.

La première étape pour créer de la valeur est d’identifier ce qui est considéré comme de la valeur pour le client. Cela implique de comprendre ses besoins, désirs et attentes.

D’autre part, la recherche de l’excellence en qualité est intrinsèque au principe de créer de la valeur pour le client. En accordant la priorité à la qualité à chaque étape du développement et de la production, la CSP ne se contente pas de répondre aux attentes des clients, mais les dépasse. Cela permet non seulement de renforcer la compétitivité, mais aussi de réduire les coûts liés aux retouches.

Assurer l’efficacité du flux

L’efficacité du flux est un autre principe essentiel du lean, qui se concentre sur l’optimisation des processus pour réduire le temps de cycle et augmenter l’efficacité opérationnelle.

L’élimination des gaspillages (MUDA), de la variabilité (MURA) et des surcharges (MURI) se révèle essentielle pour l’optimisation du système de production. Identifier et supprimer ces éléments résulte en des processus plus efficaces et économiques.

De plus, l’amélioration continue du flux de toute la chaîne de valeur est un pilier fondamental de la conception du système de production lean. L’élimination des goulots d’étranglement favorise la fluidité du processus, augmentant l’efficacité et réduisant les temps d’attente.

Finalement, la mise en place d’un système de production guidé par la demande réelle du client est cruciale pour éviter les excès de production et optimiser les ressources disponibles. Cela implique également la nécessité de systèmes flexibles capables de s’adapter à la demande.

En intégrant les principes lean dans la conception des systèmes de production, les organisations peuvent, non seulement répondre plus efficacement aux attentes du client, mais aussi atteindre des niveaux plus élevés d’efficacité opérationnelle.

Conception du système de production étape par étape

Cette méthodologie se concentre sur la conception de systèmes de production avec le minimum de gaspillage et en atténuant les risques du projet.

Lancement

L’événement de lancement, ou de « Kick-off », marque le début du développement du système de production. Les objectifs de ce chantier sont :

• Établir une base solide pour le projet : démarrer le développement du système de production, en créant une base solide pour la réussite du projet.
• Aligner la vision de l’équipe : présenter l’équipe, le projet, la vision, les objectifs et les stratégies générales, offrant une vue d’ensemble du système de production à développer.
• Établir des jalons importants : définir les jalons pertinents, en créant une compréhension partagée sur le calendrier et identifier les ateliers à réaliser pour atteindre les objectifs définis.
•  Formaliser l’engagement par un contrat : remplir un contrat formel entre les principales parties prenantes.

L’équipe de projet doit être multifonctionnelle et comprendre des représentants du développement, des achats, de la production, de la logistique et d’autres domaines pertinents, ce qui favorise une approche collaborative et holistique.

Cet événement est le point de départ pour l’équipe de la CSP. La présentation du projet offre une vue d’ensemble, qui aborde la raison d’être du système de production. À cette étape, les objectifs spécifiques du projet sont mis en évidence, en offrant une compréhension claire de son objectif et de son importance stratégique.

Afin d’assurer un engagement total de l’équipe, toutes les parties intéressées remplissent un contrat formel contenant toutes les informations pertinentes sur le projet et le signent. Le contrat n’est pas statique et doit être périodiquement ajusté en fonction de l’évolution des besoins de l’entreprise. Cette flexibilité permet au système de production de s’adapter aux changements dans l’environnement des entreprises et de rester pertinent et efficace au fil du temps.

Hypothèses

Le chantier sur les hypothèses ou prémisses joue un rôle important dans le processus de développement du système de production, en apportant une compréhension globale du projet et du contrat. Cette phase vise à atteindre plusieurs objectifs clés, en jetant les bases des phases suivantes des activités liées à la CSP :

• Équilibrer la connaissance de l’équipe : assurer que tous les membres de l’équipe CSP ont le même niveau d’information sur le projet.
• Base pour les chantiers suivants : les résultats de ce chantier servent de base pour tous les chantiers futurs de la CSP, offrant une direction claire pour les événements à venir.
• Sensibilisation aux risques : sensibiliser l’équipe aux risques existants, en garantissant une approche proactive dans la mitigation de défis potentiels.
• Stratégie d’investissement initial : déduire le degré d’automatisation du concept de base de la machine ou de l’équipement à partir de l’analyse des risques et élaborer une stratégie initiale pour les étapes d’investissement suivantes.

Ce chantier évalue les hypothèses du projet, y compris les décisions concernant le lieu de production, le statut du processus d’acquisition (fabrication interne/achat externe), la capacité du fournisseur, les quantités, le cycle de vie du produit, la complexité des variantes et d’autres questions pertinentes.

À cette étape, une évaluation des risques du projet est également effectuée. L’évaluation couvre divers domaines, tels que le cycle de vie du produit (leader technologique et degré d’innovation sur le marché), le volume des ventes, la complexité des variantes, les facteurs réglementaires et de localisation (personnel qualifié, niveaux de salaires, etc.).

Un autre point à discuter est le degré d’automatisation, c’est-à-dire qu’en fonction des risques, il est nécessaire d’établir le degré d’automatisation du concept initial de machines / équipements. Enfin, la stratégie d’investissement initiale est définie sur la base des hypothèses connues à ce moment.

Conception pour la fabrication et l’assemblage

La « conception pour la fabrication et l’assemblage » (Design for Manufacturing and Assembly – DFMA) est une approche fondamentale pour optimiser l’efficacité du processus de production. Cette méthodologie vise à garantir que, durant les phases initiales de la conception du produit, il existe suffisamment de flexibilité pour effectuer des ajustements. Les principaux objectifs de cette étape sont :

• Minimiser les coûts de production : utiliser une conception de produit simplifié et orienté vers les processus, qui vise à réduire les coûts de production.
• Sécurité des processus de production et d’assemblage : garantir des processus sûrs et efficaces, promouvant la qualité et la consistance de la production.
• Minimiser les dépenses de planification : réduire la charge de travail de planification en soutenant précocement le processus de conception du système de production.
• Développer une base de travail pour les chantiers suivants : établir les fondements pour les chantiers de « Concepts de Ligne », « Conception de Ligne Lean » et « Analyse des Modes de Défaillance et de leurs Effets ».
• Se mettre d’accord sur le concept de produit et de processus : assurer un consensus dans l’équipe par rapport au concept de produit et de processus, renforçant l’engagement collectif.

Dans le chantier de conception pour la production et l’assemblage, le processus commence par l’analyse des hypothèses (scénarios de quantité, l’amplitude des variantes, dates, etc.) et par l’évaluation du concept de produit (fonction, structure, géométrie des composants, tolérances, etc.).

Il s’ensuit la création d’un graphique de processus, présentant tous les processus en séquence, y compris les alternatives possibles et les impacts des variantes, et la définition des actions d’optimisation du processus (opportunités pour simplifier et améliorer la production par des modifications ciblées dans la conception du produit). Les processus individuels sont alors évalués selon trois critères principaux : capacité du processus, conception robuste et orientation vers la production lean, visant la prévention des erreurs.

Les résultats sont documentés, en enregistrant les descriptions de problèmes, les mesures d’amélioration, les indicateurs, les délais et les responsables sur la feuille de travail DFMA. Enfin, les résultats sont compilés, ce qui permet de résumer les principales conclusions et documenter les questions critiques pour l’action future.

Le résultat du chantier est une liste de mesures pour optimiser la conception du produit dans le but de permettre une production sûre, économique, aussi simple que possible et conforme aux critères de l’entreprise.

Un autre résultat est un diagramme de processus coordonné et évalué entre la production et le développement, qui constitue la base de la Conception de la Chaîne de Valeur et de la Conception de Ligne Lean.

Conception de la Chaîne de Valeur (Value Stream Design)

La Conception de la Chaîne de Valeur (Value Stream Design – VSD) est un outil pour évaluer et concevoir des flux intégrés de matériaux et d’informations, aligné avec la vision de l’usine et avec les principes KAIZEN™ Lean.

Dans le cadre de la CSP, cette méthodologie prévoit deux types d’exercices :

• Analyse et conception du Flux de Valeur Global, examinant tous les aspects de la chaîne de valeur, du client au fournisseur ;
• Conception du Flux de Valeur au Niveau du Processus, en se concentrant sur les détails.

Les principaux objectifs de cet événement sont :

• Créer une vision claire pour un système de production lean : établir une compréhension claire du système de production souhaité, aligné avec les principes de production KAIZEN™ Lean. Cela implique de définir le flux de processus idéal, d’identifier les gaspillages et d’établir une vision qui promeut l’efficacité, la qualité et la flexibilité.
• Identifier les potentiels cachés pour l’optimisation : analyser minutieusement la chaîne de valeur pour identifier les opportunités d’amélioration qui peuvent ne pas être évidentes à première vue.
• Définir les actions pratiques nécessaires pour l’implémentation : développer des mesures pratiques et concrètes pour mettre en œuvre la vision conçue pour le système de production. L’accent est mis sur la transformation des idées d’amélioration en actions tangibles et efficaces.

Ce processus couvre la définition des flux d’information, des matériaux et le concept logistique, en détaillant des éléments spécifiques associés à chacun. Ensuite, les exigences essentielles pour le concept et la conception de la chaîne de production sont déterminées.

La stratégie « zéro défauts » est également développée et les hypothèses de planification sont revues et mises à jour afin de garantir leur validité.

Un premier brouillon est créé pour le flux de matériaux et d’informations, ainsi que pour la logistique, depuis le client jusqu’à la livraison.

Enfin, les exigences du système de production pour les fournisseurs sont reconnues, y compris les stratégies de livraison pour les pièces achetées à l’extérieur. Ce processus vise à garantir une intégration efficace et efficiente de tous les éléments dans la chaîne de production.

Concepts de ligne

Le chantier sur les concepts de ligne vise à évaluer les différentes alternatives des concepts de ligne et leurs temps opérationnels, ainsi qu’à estimer les besoins en machines et équipements et les coûts associés. L’idée est de construire différents scénarios pour le concept de ligne.

Les objectifs de ce chantier sont :

• Minimiser les risques d’investissement : souligner l’importance d’investissements échelonnés pour réduire les risques.
• Production efficace : se concentrer sur des lignes de production à faible gaspillage, avec une automatisation ajustée et visant une haute disponibilité et flexibilité.
• Planification de l’investissement par phases : déterminer la meilleure phase d’investissement pour les systèmes d’assemblage et de production.
• Définition du nombre de lignes et des concepts de production : évaluer combien de lignes sont nécessaires et définir les propriétés des concepts de production et d’assemblage (temps de cycle, automatisation, flexibilité, coût).
• Concepts alternatifs : développer plusieurs concepts de production avec automatisation ajustée, créer une vue d’ensemble des concepts, des temps de cycle naturels et des coûts estimés.
• Sélection de solutions : choisir les meilleures solutions et développer les données pour les solutions sélectionnées, avec une planification plus détaillée.
• Transparence des coûts : fournir une transparence dans les dépenses pour les capacités de production minimales et supérieures.

Cette analyse systématique vise à développer des concepts de production avec une proportion optimisée d’investissement et de production (temps de cycle naturels). Cela permet la sélection ciblée d’un degré d’automatisation pour un concept unique ou pour une combinaison de différents concepts de production adaptés au cycle de vie du produit.

En outre, le développement successif de concepts alternatifs permet la planification et la préparation des cours d’investissement et des étapes d’expansion (si techniquement faisable) dès le début. La préparation systématique et le support aux décisions de planification, ainsi que la documentation des résultats conduisent à une plus grande transparence du processus de planification.

Planification du cycle de vie de la production

La « planification du cycle de vie de la production » implique l’évaluation de différents scénarios de concepts d’assemblage, la validation de la stratégie de la ligne et la définition du temps de cycle naturel pour le chantier de Conception de Ligne Lean (Lean Line Design – LLD).

Les objectifs de cette phase sont :

• Évaluer les alternatives de planification et les scénarios d’investissement : analyser diverses options de planification, en considérant différents scénarios d’investissement tout au long des phases du cycle de vie du produit.
• Soutenir la sélection d’une stratégie de production efficace : soutenir le choix d’une stratégie de production qui soit efficace et adaptée aux différentes phases du cycle de vie du produit, en considérant des facteurs critiques tels que les coûts, la capacité et la flexibilité pour garantir une approche alignée avec les objectifs et exigences du projet.

Dans ce chantier, la capacité de production pour chaque concept issu du chantier sur les concepts de ligne est calculée. Ensuite, les facteurs clés de coût pour chaque concept sont identifiés (investissements, coûts de personnel, maintenance, etc.).

Les coûts annuels maximaux en pleine opération sont calculés sur la base des facteurs de coût identifiés. Ensuite, plusieurs scénarios d’investissement couvrant le cycle de vie du produit sont générés, en les alignant sur la stratégie d’investissement et la planification des quantités définies.

Une analyse de sensibilité est menée pour examiner comment les changements dans les exigences peuvent affecter les scénarios, en considérant les meilleurs / pires cas. De plus, l’évaluation inclut des critères non financiers, tels que l’alignement avec les objectifs du projet, l’adhésion aux principes, la flexibilité de capacité et la gestion des risques.

L’évaluation finale prend en compte à la fois les critères financiers et non financiers. L’objectif est de sélectionner un scénario qui équilibre l’efficacité des coûts et la mitigation des risques tout au long du cycle de vie du produit.

Conception de ligne lean (Lean Line Design)

Les principes directeurs du Lean Line Design (LLD) sont l’élimination du gaspillage, le travail standard, la séparation des tâches de production et de logistique et la responsabilisation des opérateurs. Le LLD vise à créer des systèmes de travail flexibles qui peuvent être adaptés aux changements dans la consommation des clients, en utilisant différents nombres d’opérateurs. Les objectifs de cet événement sont :

• Réduction des temps de traitement : chercher l’efficacité dans le flux de travail, dans le but de réduire de manière significative les temps des tâches toute au long de la chaîne de production.
• Haute flexibilité : concevoir des lignes très flexibles et capables de s’adapter rapidement aux changements de la demande ou des conditions de production.
• Productivité constante (faible variabilité) : se concentrer sur la création d’environnements de travail qui favorisent une productivité constante, assurant l’efficacité et la qualité au fil du temps.
• Faible investissement : chercher à optimiser les ressources financières, en recherchant des solutions de conception qui atteignent une efficacité opérationnelle avec des investissements réduits.
• Besoin d’espace réduit : planifier des layouts qui minimisent le besoin d’espace physique, favorisant l’efficacité dans l’utilisation de l’environnement de production.

Le LLD commence par la préparation, qui inclut l’analyse des résultats des chantiers précédents. Pendant le chantier, différents sujets tels que le lissage, l’automatisation et la conception du layout sont analysés. À cette étape, une maquette est également créée pour permettre la simulation de la ligne.

Au cours de l’événement, les bords de ligne sont également dimensionnés et les modifications physiques nécessaires sont planifiées. Enfin, le flux de données est défini.

Layout orienté vers le flux

Le Layout Orienté vers le Flux (LOF) est un composant essentiel dans la planification de nouvelles lignes. Dans le processus de production, les machines et équipements (planifiés dans le Lean Line Design) sont placés dans un ordre orienté vers le processus, de sorte que le résultat nécessite un minimum d’effort de transport et le plus haut niveau de transparence possible pour une identification rapide des gaspillages.

L’événement LOF est la condition préalable pour un flux de matériel avec des temps, des buffers et des tailles de lot réduits. Les objectifs de ce chantier sont :

• Minimiser le gaspillage : approvisionnement en matériel avec le minimum de gaspillage, distances de transport minimales, mouvements réduits, phases destockage réduites et stockminimum entre et dans les processus.
• Garantir le flux unitaire : quantités de transfert les plus faibles entre et dans les processus.
• Minimiser le temps de cycle : cycles de temps courts.

Lors de la structuration des zones de production avec le LOF, des données spécifiques sur le produit, les processus et les flux de matières sont évaluées au cours de la phase analytique. La conception du flux de valeur et le diagramme à bulles soutiennent l’acquisition et la représentation structurées.

La localisation des zones logistiques (supermarchés, routes FIFO, zones de livraison, espaces pour les quantités résiduelles) et la quantité de machines et d’équipements dans le diagramme de bulles forment la base pour la détermination des exigences d’espace. Cela permet la génération de layouts bruts et détaillés pour le système de production planifié, ainsi que l’intégration dans le layout de l’usine et les liaisons avec leMizusumashi.

Conclusion

La Conception du Système de Production (CSP) est une méthodologie utile pour développer des systèmes qui cherchent à minimiser les gaspillages et à atténuer les risques tout au long du cycle de vie du produit. En adoptant chaque phase de cette approche, les organisations peuvent créer des systèmes de production efficaces, mais aussi maintenir la flexibilité nécessaire pour s’adapter aux changements constants du marché, consolidant ainsi la quête de l’excellence opérationnelle.

Avez-vous encore des questions sur la conception du système de production ?

Qu’est-ce que MUDA, MURA et MURI ?

Il s’agit de trois termes japonais désignant différents types d’inefficacités associées aux processus de production :

• MUDA : se réfère aux gaspillages dans le processus qui peuvent inclure des activités qui n’ajoutent pas de valeur au produit final, comme les périodes d’attente ou les stocks, le transport ou la manutention, les défauts, la surproduction, etc.
• MURA : se réfère à la variabilité dans le processus de production qui peut causer de l’instabilité et des inefficacités.
• MURI : signifie surcharge ou excès. Il est lié à l’imposition de charges excessives sur les machines, équipements ou personnes, générant une production au-delà de la capacité normale et, par conséquent, provoquant des problèmes.

Qu’est-ce que la conception de la chaîne de valeur ?

La Conception de la Chaîne de Valeur est une approche visant à optimiser le flux de valeur dans une chaîne. Il s’agit de cartographier et d’analyser toutes les étapes de la création et de la livraison d’un produit ou service, afin d’identifier les gaspillages, les inefficacités et les opportunités d’amélioration. L’objectif est de créer un flux de travail plus efficace et d’éliminer les activités qui n’ajoutent pas de valeur pour le client. La cartographie implique à la fois le flux de matériaux et le flux d’information.

Qu’est-ce qu’un graphique de processus ?

Un graphique de processus représente l’ordre d’assemblage et d’intégration de matériel. Il commence par le composant principal, auquel tous les autres composants seront connectés. Le rythme d’intégration de chaque composant doit également être représenté, seulement les opérations à valeur ajoutée sont représentées.