Lean manufacturing : opération à valeur ajoutée — définition et principes

Le Lean Manufacturing est une méthode qui a été adoptée par de très nombreuses entreprises car elle permet augmenter la productivité, d'améliorer la qualité et de réduire les coûts, tout en diminuant le temps de cycle de production. C'est une philosophie plus qu'une méthode. Elle se concentre sur la réduction de "gaspillages" et repose sur les principes clés de la valeur client, de l'amélioration continue et du respect de l'individu.

Définition moderne et unifiée du Lean Manufacturing

Définition : Le Lean Manufacturing est une méthode d’optimisation qui vise à réduire le temps nécessaire à la production en éliminant les gaspillages. C’est l’analyse détaillée des étapes du processus industriel qui permet de détecter et d’éliminer ces gaspillages. Ainsi les exigences client en coût-qualité-délai sont respectées. Par « gaspillage », on définit tout ce qui n'ajoute pas de valeur ou qui a de la valeur pour l'entreprise mais pas aux yeux du client.

Nous avons donc conçu une définition moderne et unifiée du modèle du Lean Manufacturing. Il place clairement l'humain au centre et permet de mieux comprendre le Lean en synthétisant les différents concepts. Au-delà des modèles ou principes du Lean Manufacturing, de nombreux outils ou méthodes sont décrits. Il n’est pas toujours simple de comprendre à quels principes ils répondent et où et quand ils s’appliquent.

Les trois modèles phares et leur réconciliation

Nous utilisons trois modèles phares : ceux de la « maison TPS » (Toyota Production System), du « Lean thinking » et de « Toyota Way 2001 ». Nous construisons une définition du Lean Manufacturing qui réconcilie ces trois modèles en procédant de la manière suivante : Le principe « Amélioration continue » du modèle « Toyota Way 2001 » remplace « Recherche de perfection » du « Lean thinking » ; car ils sont très proches. Le principe « Respect » du « Toyota Way 2001 » est ajouté aux quatre autres principes de « Lean thinking ». La maison TPS est intégrée au niveau 2 de détail. Le principe « Juste-à-temps » est naturellement intégré dans le « Flux tiré ». Les principes « Jidoka », « Heijunka » et « Travail standardisé » sont tous intégrés dans le principe « Créer le flux ».

Les 5 principes fondamentaux du Lean Manufacturing (modèle synthétisé)

1. Identifier la valeur
2. Cartographier les flux de valeur
3. Créer le flux
4. Tirer les flux
5. Amélioration continue

Principe 1 : Identifier la valeur

La valeur correspond à l'ensemble des caractéristiques ou fonctions du produit qui satisfont les besoins du client et pour lesquelles il est prêt à payer. C’est le point de départ de l’approche Lean Manufacturing. Elle commence en réalité dès l’étape de conception marketing du produit. Il est crucial de bien identifier la valeur, par produit et par client afin de définir dans l’étape suivante (« cartographier les flux de valeur ») les meilleurs flux et étapes critiques de production.

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Cependant, l’identifier ne suffit pas, il faut la caractériser afin de pouvoir la mesurer, la contrôler et hiérarchiser les actions à mettre en place. Par exemple, un élément très critique de la valeur aura des moyens de production plus importants ou un contrôle plus fréquent.

On peut citer deux approches ou outils utiles pour cela : Les caractéristiques critiques de la Qualité (CTQ). Une caractéristique est CTQ lorsqu’elle est essentiel pour le client, mesurable et qu’une spécification peut être écrite pour valider que le produit respecte la caractéristique. Le déploiement de la fonction Qualité (QFD). C’est une approche pour identifier et traduire les besoins clients en spécifications techniques et plans pour concevoir, fabriquer et assembler les composants ou sous-ensembles d’un produit afin qu’il remplisse ces besoins au meilleur coût pour l’entreprise.

Principe 2 : Cartographier les flux de valeur

Les flux de valeur sont les différentes séquences d'activités nécessaires à la conception, production et livraison d'un produit au client, en incluant le traitement des informations et l'approvisionnement des matières premières. Ils doivent être conçus de manière à réduire voire éliminer les activités qui n'ajoutent pas de valeur pour le client, qui sont considérées comme des pertes.

Le terme « cartographier les flux de valeur » doit en fait être pris au sens plus large de « concevoir, cartographier, mesurer, optimiser » les flux de valeur. Cela commence donc dès la conception des produits, des équipements de production voire de la conception de l’usine entière.

Quatre éléments (principe, méthode ou outils) Lean Manufacturing clés sont associés à cette étape : les sept pertes, la conception pour fabrication et assemblage (DFM - DFA), la cartographie des flux de valeur (VSM), et l’agencement usine :

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• Les sept pertes. C’est un principe postulant que toute activité n'ajoutant pas de valeur pour le client, est considérée comme une perte ; elles doivent être réduites voire éliminées.
• La conception pour fabrication et assemblage ou DFMA (Design for Manufacturing and Assembly). Elle permet dès la conception de minimiser plusieurs pertes. L’approche DFMA est un levier majeur de création de valeur ; en effet 70 à 80% des coûts de production sont liés à des décisions prises au moment de la conception des produits.
• L’implantation physique de l’usine. Elle doit répondre à deux objectifs : être alignée le plus possible avec les produits finis ou les clients et minimiser les déplacements de produits, pièces, outils et humains.
• La cartographie des flux de valeur ou Value Stream Map (VSM) est bien évidemment la méthode indispensable de cette étape pour bien visualiser, comprendre et améliorer les flux de valeurs.

Principe 3 : Créer le flux

Le principe est de réaliser une production en continu par lot d’une seule pièce à la fois, avec des stocks intermédiaires nuls et des pertes nulles. Plus pragmatiquement, la production doit être réalisée de la manière la plus fluide possible, en éliminant au maximum les pertes non nécessaires. Les pertes nécessaires ne pouvant pas être éliminées doivent être réalisées de manière plus efficace et efficiente.

Ce principe, qui est un idéal à atteindre, est central à la démarche Lean Manufacturing. Car il repose fortement sur la réalisation des deux principes précédents. Et surtout, c’est la réalisation du « flux » qui permet de concrétiser, de bénéficier des principaux bénéfices du Lean.

C’est aussi là que les équipes de production ont le plus d’impact opérationnel, une fois réalisées les conceptions des produits et équipements (voir DFMA et TPM). Ce qui explique le grand nombre d’approches ou outils associés à ce principe :

• Jidoka : dispositif d'arrêt automatique d'une machine en cas de détection de défaut, favorisant la résolution immédiate des causes.
• Heijunka : le lissage de la production pour compenser l’irrégularité des commandes.
• Travail standardisé : améliore la reproductibilité, facilite l’apprentissage et l’amélioration.
• Méthode 5S : facilite la recherche d’outils et la prévention des arrêts par un rangement et une prévention efficaces.
• SMED : réduit les temps de changement d’outils et rend la production plus flexible.
• TPM (Total Productive Maintenance) : vise un fonctionnement maximal des machines avec un minimum d’arrêts, impliquant tous les acteurs.

Principe 4 : Tirer les flux (système pull)

Le principe ici est de mettre en place un système de production tiré par l'aval ; chaque étape de production amont est exécutée sur la demande de l'étape en aval, en partant du client. Ce principe contribue à la réalisation du flux en continu. Il la renforce puisqu’il ne faut produire que le juste nécessaire à l’étape aval ; ni avant et bien sûr ni après.

On est dans le Juste-à-Temps. Poussé à l’extrême, le juste à temps est appliqué à chaque composant et pièce dans l’usine mais aussi chez les fournisseurs. La méthode reine pour le flux tiré est le Kanban, système de cartes visuelles utilisées comme ordre de fabrication du poste aval vers le poste en amont, lorsque le poste aval à besoin de pièces.

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Principe 5 : Amélioration continue (Kaizen)

Selon Toyota et la publication de « Toyota Way 2001 » il est clair que les deux principes les plus importants, devant tout autre principe ou méthode « technique » sont l’amélioration continue et le respect des individus. Toyota a mis environ 20 ans à concevoir, déployer et raffiner le « Toyota Production System », avec un parcours semé d’embuches. Cela a été une amélioration continue…qui se poursuit encore.

L’amélioration continue comporte trois éléments, exprimés comme suite par Toyota : Défis : « Nous développons une vision à long terme, nous relevons les défis avec courage et créativité pour réaliser nos rêves ». Kaizen : « Nous améliorons continuellement nos opérations, toujours à la recherche d'innovation et d'évolution. » Genchi genbutsu : « Nous pratiquons le genchi genbutsu... aller à la source pour trouver les faits pour prendre les bonnes décisions, construire un consensus et atteindre les objectifs à notre meilleure vitesse ».

Le principe cœur : Respecter l’individu

Le respect des individus n'est ni une étape ni une méthode. C'est le cœur, le noyau du Lean manufacturing. Selon Toyota, le respect des individus comprend deux aspects : Respect : « Nous respectons les autres, nous nous efforçons de nous comprendre, d'assumer nos responsabilités et de faire de notre mieux pour établir une confiance mutuelle ». Travail d’équipe : « Nous stimulons le développement personnel et professionnel, partageons les opportunités de développement et maximisons la performance individuelle et collective ».

La notion de respect selon Toyota est assez différente de celle communément utilisée : le respect d’un individu tient beaucoup dans le fait qu’on le considère comme suffisamment responsable et compétent pour pouvoir résoudre des problèmes, apporter des solutions et contribuer à la performance de l’équipe. Si un individu est performant et qu’il apporte de la valeur à l’équipe, alors il sera respecté par l’équipe.

Les 7 types de gaspillages (muda) et extension Mura / Muri

Les sept types de gaspillages sont couramment appelés de leur nom japonais « muda ». En Lean Manufacturing, toute forme d’attente est considérée comme un gaspillage. Les gaspillages cités sont les activités sans valeur ajoutée, qui consomment des ressources sans ajouter aucune valeur au produit. Voici les principaux :

• Transport : déplacements et mouvements inutiles de matériaux, d'outils et de personnes.
• Inventaire : stocks excédentaires et coûts associés.
• Mouvements/gestes inutiles : portées, saisies, déplacements non nécessaires.
• Temps d’attente : attente de matériel, personnes ou équipements.
• Sur-traitement : étapes de processus sans valeur ajoutée.
• Surproduction : produire plus ou plus tôt que nécessaire.
• Défauts : rejets, retouches et rebuts.

Les gaspillages se présentent aussi sous trois formes complémentaires : Mura (variabilité), Muri (surcharge/excès) et Muda (déchets). On peut expérimenter un enchaînement débutant par la variabilité de la demande en aval (Mura) qui provoque surcharge (Muri) et génère une série de Muda. Taiichi Ohno expliqua le but poursuivi : "réduire la durée entre le moment où le client passe commande et le moment ou nous collectons le paiement. Nous réduisons cette durée en supprimant les gaspillages".

Outils Lean courants et leur rôle

Au fil des recherches et analyses, certains outils « Lean » ont vu le jour et fait leur preuve. La méthode 5S est une méthode japonaise en 5 étapes. Elle cherche à débarrasser l’environnement de travail de toutes les choses qui l’encombrent. SMED (Single Minute Exchange of Dies) consiste à réduire au strict minimum le temps nécessaire à chaque changement de série, d’outil ou de référence. La méthode Poka Yoke, traduite littéralement par « anti-erreur », cherche à éviter les défauts dans les processus de production.

La mise en place d’une démarche Lean efficace repose sur une collecte de données fiables, mesurées par un outil MES. Un outil MES vient alors renforcer et soutenir les meilleures pratiques Lean en facilitant la suppression des types de gaspillage vus précédemment. De plus, en automatisant et en digitalisant l’amélioration continue, le MES accompagne le changement. Contrairement à des idées reçues, le MES vient responsabiliser l’opérateur.

Mettre en œuvre le Lean : démarche pratique

Mettre en œuvre le Lean Manufacturing dans une organisation est un peu plus complexe que d’amorcer un programme d'amélioration. Le Lean classique est une méthodologie axée sur l’amélioration continue grâce aux efforts de l’ensemble d’une organisation. La première étape consiste à identifier les sources de gaspillage au sein de l'organisation.

La pratique de décomposer un processus, de classer et d’analyser toutes ses étapes aide votre entreprise à être plus efficace, en plus d’économiser des ressources et d’augmenter la satisfaction des clients. La première étape consiste à aller sur le terrain et à observer comment le travail est effectué. Il est important d'observer de près chaque processus de travail et toutes les tâches qui le composent, du début à la fin. «Entre ce que nous pensons qu’il se passe et ce qui se passe réellement, il y a tout un monde», explique Patrick Choquette.

• Identifier la valeur : Déterminez ce qui a de la valeur pour le client.
• Cartographiez la chaîne de valeur : analysez toutes les étapes du processus.
• Créez un flux continu : organisez les processus de manière que le travail se déroule sans interruption.
• Mettre en œuvre la production à la traction : Ne produisez que ce qui est nécessaire au moment où c’est nécessaire.
• Organiser des événements Kaizen pour identifier rapidement les domaines d’amélioration et mettre en œuvre des changements.

Bénéfices et précautions

L’élimination des gaspillages conduit mécaniquement à l’amélioration des performances, à plus de satisfaction des clients en termes de qualité, de délais plus courts, d’une meilleure réactivité et d’un prix compétitif. Le Lean Manufacturing s'impose comme une méthode éprouvée pour réduire les gaspillages, optimiser l'utilisation des ressources et maximiser la valeur ajoutée apportée au client.

Cependant, Lean est trop souvent réduit à la seule chasse aux gaspillages ce qui est réducteur : le "vrai" Lean cherche à exploiter les leviers de croissance et non pas à réduire dépenses et ressources dans une recherche maladive de "maigreur". Le succès d’un déploiement Lean tient autant à une boîte à outils qu’au système qui met ces outils en œuvre : la compréhension, l’acceptation, puis l’attitude des individus représentent les clés du succès.

Ressources historiques et références

Le système de production TOYOTA est emblématique du Lean Manufacturing et le berceau de la plupart des meilleures pratiques et méthodes appelées un temps "japonaises". Le "système TOYOTA" s'est fait connaître hors Japon lors de la crise pétrolière de 1973. C’est à partir d’études sur les pratiques japonaises que l’expression « Lean Manufacturing » est née en 1991 par Womack, Jones et Roos.

Les pères fondateurs du Lean sont souvent cités : Taiichi Ohno, Shigeo Shingo, James P. Womack et Daniel T. Jones. Parmi les ouvrages clés : "Toyota Production System" de Taiichi Ohno et "Lean Thinking" de Womack et Jones.

Applications transverses et culture

La production à valeur ajoutée n’est pas limitée à l'industrie automobile ; elle s’applique à tout processus où l’on peut identifier la valeur pour le client et éliminer les tâches sans valeur ajoutée. La production à valeur ajoutée est axée principalement sur la valeur pour la clientèle, le flux, le flux tiré et le perfectionnement continu.

Un avantage secondaire de la production à valeur ajoutée, c’est qu’elle tend à améliorer l’attraction et la conservation des talents. La production à valeur ajoutée permet également de cultiver les futurs leaders de l’équipe et de créer autour de l’organisation une aura de respect envers son personnel.

Outils supplémentaires et méthodes de support

Outre les outils déjà cités, d'autres approches viennent en appui : l’analyse Pareto, la méthode Six Sigma (Lean Six Sigma), le projet A3, la marche Gemba et les solutions numériques (MES, IoT) pour monitorer et piloter la performance en temps réel.

En adoptant une vision unifiée et moderne du Lean Manufacturing - mettant l'humain au centre, synthétisant les principes clés et reliant outils et objectifs - les organisations peuvent transformer leurs opérations pour délivrer plus de valeur aux clients tout en développant les compétences et la responsabilité des équipes.

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