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Le Mizusumashi donne le tempo de la production. Conçu avec les données du Takt Time et du nivellement, c’est lui qui livre les lignes en temps et en heure, permettant de limiter le stock sur ligne tout en s’assurant qu’il n’y ait pas d’arrêt de ligne due à un manque de pièces.

Introduction

Le Mizusumashi (みずすまし), traduit par “petit train” ou “Water Spider”, signifie littéralement en Japonais « rendre l’eau propre » ou « purifier l’eau “. Dans sa fonction de purificateur d’eau (Au Japon, le « Mizusumashi » est un système flottant de purification de l’eau qui permet d’éviter le développement d’algues), le petit train permet de :

  • Mieux faire s’écouler le flux par la suppression des arrêts pour manque de pièces.
  • Ne permet pas la naissance de stock d’encours.
  • Enlève des tâches aux flux de valeur ajoutée.

 

Ce concept, développé dans les années 50 par Toyota au départ entre usines1, consiste à réunir en une fonction l’ensemble des approvisionnements aux postes évitant ainsi les déplacements des opérationnels pour aller chercher ses pièces. Cette fonction s’effectue via un « petit train ». Son rôle est de garantir le bon fonctionnement de l’atelier en approvisionnant les pièces demandées, là où elles sont demandées, et quand elles sont nécessaires.

Les pièces demandées

Le train n’est pas un stock déporté qui contiendrait l’ensemble des références potentiellement utilisées par la ligne de production. Le train doit comporter uniquement les pièces demandées « au tour » précédent via le plus souvent un système Kanban. Autrement dit, Le train doit décharger à 100% les composants transportés à chaque cycle.

Là où elles sont demandées

Le Mizushumashi permet de concentrer les Muda de transport et une partie des Muda de mouvements effectués par les opérateurs. C’est le conducteur qui effectue l’ensemble des tâches « improductives » : ouverture des cartons, mise en place des pièces au plus près de l’opérateur, récupération des cartons vides… Et ainsi de réduire la variabilité engendrée par ces Muda au niveau de l’opérateur. L’enjeu est non pas de déplacer les problèmes vers une autre fonction mais de les concentrer pour les maîtriser et les améliorer.

Quand elles sont nécessaires

L’objectif du petit train est de livrer les lignes via un taux de service de 100%. Cela n’indique pas pour autant que les stocks du poste doivent être en permanence plein, mais simplement que le Mizusumashi approvisionne avec régularité le juste nécessaire.

La boucle du petit train

Dans sa conception, le train relie dans une même boucle un ensemble de fournisseurs (magasin, atelier d’injection, atelier de soudure…) et de clients (assemblage final, poste peinture…). Le train fonctionne alors comme un métronome, prélève de manière régulière et préalablement définie (30mn, 2h…) l’ensemble des besoins clients pour les transmettre aux fournisseurs.

Cette boucle se compose des étapes suivantes2 :

  1. Attendre les instructions et l’heure de départ à la gare
  2. Prendre les pièces
  3. Emmener les pièces sur chaque cellule de production
  4. Prendre les pièces finies de chaque cellule de production
  5. Emmener les pièces finies aux postes clients
  6. Retourner à la gare
 

On notera que la boucle doit prévoir d’emmener régulièrement les produits finis vers la zone de préparation pour le chargement des camions. Il ne faut pas utiliser le dernier poste comme un poste de stockage client.

On parle de Chorobiki : ce principe consiste à décharger le dernier poste régulièrement pour alimenter la zone de préparation des camions de livraisons plutôt de que de livrer d’un seul coup juste avant le départ de celui-ci.

Les standards de travail du petit train

Le petit train est une fonction comme une autre et nécessite la mise en place de standard de travail pour en améliorer la performance.

Plan de chargement

Tel un véritable camion de transport, le train se décompose en plusieurs chariots conçus spécifiquement en fonction des produits et l’on retrouve un plan de chargement :

  • Les différents wagons numérotés en fonction de leur accrochage
  • Les références à transporter, leur disposition et leurs UC

Standard de travail

Un document standard reprend l’ensemble des tâches à effectuer aux prélèvements des pièces, pendant la circulation et à la livraison des pièces. On y retrouvera notamment les tâches à effectuer à chaque arrêt, les instructions des Unités de Conditionnement (Gerbage…), la vitesse du train…

Le circuit de ou des boucles

Le train suit en permanence le même chemin de livraison/chargement. Ce circuit nécessite un espace de circulation dédié pour éviter les incidents, et doit être lisible sur le plan de l’usine. On y retrouve :

  • Le sens de circulation, conçu en fonction de l’usine et des autres interacteurs de l’usine (caristes, opérateurs…)
  • La gare de train, lieu de stationnement du train
  • Les arrêts du train : chaque arrêt est matérialisé sur le terrain par un panneau et doit se situer au plus proche du besoin

Horaires de départ

Tel un véritable train SNCF, le Mizusumashi a un planning précis d’horaire de départ de la gare. Placé sur un tableau de pilotage du train en gare de départ ou sur l’Heijunka Box, il indique les horaires de départ et un espace doit être laissé libre pour faire part de problème (retard…).

Ce planning doit aussi prendre en compte les éléments connexes :

  • Temps de pause du conducteur
  • Maintenance programmée
  • Rechargement des batteries

Fonctionnement

  1. A l’heure du départ indiqué dans le planning, le train démarre et se rend chez les fournisseurs pour récupérer les besoins demandés au tour précédent (les caisses/cartons vides).
  2. Au fournisseur, le train récupère les pièces nécessaires en faisant un échange vide/plein puis se rend chez son client.
  3. Chez son client, le train approvisionne le poste avec les pièces du fournisseur et récupère les caisses/cartons vides, ces éléments lui donnant donc le « besoin » pour le prochain cycle.
  4. Une fois le/les clients livré(s), le Mizusumashi retourne à la gare et attend le prochain tour.

 

Quelques précisions :

  • Ce pose la question de l’autonomie d’une ligne. Entre chaque livraison, il y a un temps de cycle complet. Pendant ce temps, la ligne doit avoir le stock nécessaire pour continuer à produire. Dès lors, l’on comprend qu’au plus la durée du cycle est faible au plus on limite le risque de rupture de stock et au moins il y a de stock d’encours.
  • Dans le cas de petites pièces où la taille d’une UC est très supérieure à la demande (visserie…), on pourra utiliser le train comme un magasin roulant. A chaque passage, le conducteur pourra approvisionner lui-même le stock de ligne.
  • Dans le cas de pièces très volumineuses, où la place nécessaire sur ligne ne permet pas de garantir l’autonomie, l’on devra avoir en permanence l’équivalent de la consommation d’un cycle sur le train.

Le flux d’informations

Pour garantir le fonctionnement décrit ci-dessus, les standards d’informations doivent être structurés et pérennes. En particulier, l’information des contenants à approvisionner sur la ligne client doit être préservée jusqu’au chargement chez le fournisseur. Pour cela, plusieurs solutions sont possibles :

  • Le contenant vide est lui-même l’information. Il est à ce titre conçu pour facilement comprendre quel est le produit et quelle est la quantité. Une conception via Poka-Yoké est ici largement conseillé. Cela impose aussi que le déchargement des éléments vides et le chargement des pleins soient au même endroit chez le fournisseur pour éviter des erreurs.
  • L’information est retranscrite via un système Kanban. Le client renvoie des Kanbans en même temps que les éléments vides. Lors de l’échange chez le fournisseur, les kanbans sont ensuite repositionnés sur les UC pleines.

Conception du train et des circuits

Si le projet est validé et à l’aide des données liées aux produits (référence, consommation horaire, dimension des UC…), on peut déterminer :

  1. Identifier les lignes ayant besoin d’un petit train.
  2. Identifier les pièces à délivrer sur chacun des postes.
  3. Identifier le plan de circulation et valider le nombre de petits trains en fonction des distances, du nombre de pièces et des temps de cycle d’approvisionnement.
  4. Sécuriser les espaces, mettre en place les bords de ligne et les supermarchés
  5. Dimensionner le ou les petits trains (longueur, plan de chargement…) en fonction des temps de manutention, des temps de cycle du petit train.
  6. Concevoir les différents standards : circuit, plan de chargement…

 

En fonction des objectifs et des moyens, on peut améliorer l’ergonomie et réduire les gaspillages avec les principes suivant :

  • Au magasin, l’évacuation des vides se fait au même endroit que le chargement des pleins
  • Faire des essais à vide avec le train pour vérifier les passages dans les virages et améliorer la circulation.
  • Les contenants les plus lourds sont à hauteur médiane sur les wagons.
  • Le plan de chargement est optimisé pour réduire les déplacements.
  • Le picking est organisé selon le plan de chargement adopté.
  • Les dynamiques déficients des lignes client (retour des bacs vides) sont réparés.

 

On peut également concevoir des Mizusumashi automatique (Appelé AGV pour Automated Guided Vehicules) :

Indicateur

Plusieurs indicateurs permettent de suivre la performance d’un Mizusumashi. Nous retrouvons tout d’abord le taux de service. Celui-ci doit être le plus proche de 100%.

Ensuite, nous retrouvons :

  • La performance liée aux manutentions = Temps de manutention/Temps de cycle. Cet indicateur permet de connaître le rapport des manutentions par rapport au temps de cycle, l’enjeu étant de réduire au maximum les manutentions.
  • La performance liée au mouvement du train = Temps de déplacement/Temps de cycle. Ce suivi va pouvoir mettre en avant en particulier les variabilités dans les déplacements et donc comprendre si des problèmes liés au circuit sont présents.
  • le taux de remplissage du train = volume moyen transporté par cycle/volume disponible sur le train. Même si l’objectif est de 100%, l’on considère que le train est correctement utilisé à partir de 50%. En deçà, il faudra sans doute rallonger les durées des cycles pour augmenter le volume utilisé.

A éviter

Généralement, on s’aperçoit que le train transporte un stock de chaque référence de composants et à chaque passage sur la ligne, il approvisionne un peu de tout. Les problèmes de fonctionnement sont :

  • Désorganisation du fonctionnement vide/plein engendrant de la variabilité dans les temps de cycle…
  • Augmente le volume transporté par le train générant : wagons supplémentaires, problème d’ergonomie…
  • Perte de maîtrise du stock et donc potentiellement augmentation de celui-ci.

Source

1 – J. Nomura, S. Takakuwa (2006) – Optimization of number of containers for assembly lines : the fixed-course pick-up system

2 – M. D. Rossetti, R. R. Hill, B. Johansson, A. Dunkin, R. G. Ingalls (2009) – Simulating and applied model to optimize cell production and parts supply for laptop assembly

C. D. Lewis (1970) – Scientific inventory control

M. Baudin (2004) – Lean logistics: the nuts and bolts of delivering materials and goods

T. Sakikawa (2012) – transforming Japanese workplaces

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