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Le nivellement est l’un des fondements de la maison Lean. Permettant de lisser la demande client, il permet de réduire la variabilité et l’effet coup de fouet pour mieux maîtriser la production.

Introduction

Le nivellement (Heijunka – 平準化), ou lissage, fait partie des outils formant les fondamentaux de la maison TPS. Il est un prérequis à la mise en œuvre du Juste A Temps.

 « En général, lorsqu’on essaie d’appliquer le TPS, il faut commencer par répartir, ou lisser la production. Cette responsabilité incombe en premier lieu aux gens chargés du contrôle ou de la gestion de la production. Le lissage du programme de production peut nécessiter d’anticiper ou de reporter des expéditions, parfois de demander à certains clients d’attendre quelques jours. Une fois où le niveau de la production est plus ou moins constant pendant un mois, il est possible de mettre en œuvre des systèmes tirés et d’équilibrer le travail sur la chaîne. Mais si les niveaux de la production varient d’un jour à l’autre, il est inutile d’essayer d’appliquer ces autres systèmes, car standardiser les tâches est simplement impossible dans ces conditions. » F. Cho, président de Toyota Motor Corporation

Le nivellement consiste à planifier la production avec une taille de lot la plus petite possible en les répartissant dans le temps, et ainsi d’être capable de produire plusieurs typologies de produit dans un laps de temps défini et sur une même chaîne de production. Avec ce fonctionnement, on pallie à la fluctuation de la demande client, à la baisse comme à la hausse, et on se protège de l’effet Bullwip.

Sans nivellement, si les commandes du lundi sont 2 fois supérieures à celle du mardi, cela voudrait dire que vous payez des heures supplémentaires le lundi et vous les renvoyez chez eux le mardi1.

Historique

Dans les années 50, T. Ohno avait développé une approche de planification permettant de diversifier les produits et de maintenir un haut niveau d’utilisation des machines. A cette époque, les lots de production n’étaient pas suffisants pour occuper une ligne de production avec un seul produit2. Dans ce contexte, les Kanban se devaient d’être nivelés afin d’éviter la présence de stock ou la surcapacité des équipements ou de la main-d’œuvre pour faire face aux périodes de pointe. Cette pratique permit entre autre grâce au faible niveau des stocks, d’identifier les causes des capacités excédentaires à l’intérieur de la chaîne de montage.

La mise en œuvre du nivellement de la production a conduit avec le temps au montage de différents modèles sur une même ligne au lieu d’attribuer un modèle donné à une ligne de montage. Cette pratique a été affinée avec les années permettant, par l’exemple, à l’usine de Tsutsumi à Toyota City de produire en 2005, 500 000 véhicules répartis entre huit modèles différents selon un taux de rotation d’un modèle à la minute3. Ainsi, les principes de l’ordonnancement mixte sont encore appliqués aujourd’hui.

The slowest but consistent tortoise causes less waste and is much more desirable than the speedy hare that races ahead and then stop occasionally to doze. The Toyota Production System can be realized only when all the workers become tortoises.” Taiichi Ohno

L’intérêt du nivellement

Il réduit le niveau des stocks

Le nivellement se base sur le fait de réduire les lots de production à leur taille la plus petite, à l’unité s’il le faut. Réduire cette taille de lot permet de réduire les niveaux de stocks :

  • Avant : on commande les matières premières en une fois pour répondre à la commande d’un client. Cela induit le fait qu’à la livraison, on a toute la quantité de matière.
  • Après : avec le nivellement, on répartie cette même commande sur plusieurs petits lots livrés à des séquences définis. Ainsi, à la place d’avoir une livraison complète, on a X livraisons de lots plus petits et on réduit ainsi le stock et les coûts associés (surface, trésorerie…)

Améliorer le taux de service

L’enjeu du nivellement est de pouvoir réduire la taille de lot au maximum est de pouvoir le produire autant de fois que nécessaire pour répondre à la commande client.

Au plus le lot est petit, au plus le taux de service est bon. En effet, au lieu de « contenter » un client avec une commande pleine, on peut livrer 3 clients avec des commandes quasiment complètes et ainsi réduire l’impact du problème en le répartissant sur tous les clients plutôt qu’une partie.

Améliorer la qualité et la traçabilité

De la même manière que précédemment, si le problème est lié à la qualité des produits, le nivellement permet de l’identifier plus tôt. Prenons un exemple :

  • Sans nivellement : on produit 1000 pièces avec un réglage machine et un lot de matière première. Si au bout de 500 pièces, on indique que le lot matière ou les réglages ne sont pas bons, les 500 pièces sont à reprendre.
  • Avec le nivellement : on produit les 1000 pièces par lot de 10 pièces. En cas de problèmes de réglages machines ou matières, la recherche et le travail de reprise ne se fera que sur les 10 pièces produites correspondantes.

Mieux manager et planifier la production

Grâce à une production plus flexible, on saura mieux manager les aléas clients. Dans le cas d’une modification urgente du planning de livraison, la flexibilité permet de reconfigurer facilement le planning et les priorités et de réduire l’impact de cette modification sur les autres productions.

Les étapes vers le nivellement

Passer de lot correspondant à une commande à de tous petits lots fait plusieurs fois par jour ne peut se faire en une étape. Il faut y aller progressivement en plusieurs étapes4 qui représentent les 6 niveaux du Nivellement :

Point 0 : Un lot de produit est fabriqué par mois selon le planning client.

Minimum de changement de série

Taille de lot maximal

Etape 1 : On réduit la taille des lots par 2

Séquence identique

2 cycles par mois

 

Etape 2 : On réduit encore la taille des lots par 2, la production est donc à la semaine et non plus au mois

Chaque produit chaque semaine

Séquence identique

Etape 3 : Passage à la production d’un lot de chaque produit par jour

1 lot par jour

Séquence identique

Chaque produit chaque jour

Etape 4 : Passage à des tailles de lots identiques

Plusieurs lots d’un même produit par jour

Taille de lot identique pour tous les produits et calculé sur le minimum

Etape 5 : Production synchronisée

Réduction de la taille de lot « à la pièce »

Synchronisation avec la demande via le Takt Time

Le flux d’information

La mise en place du nivellement sur une ligne de production consiste à mettre en place différents outils physiques :

Etape 1. Traduire une commande client en Kanban

Première phase du nivellement, concevoir le système Kanban. On a le choix entre les différents types de Kanban en fonction des spécificités de production. D’une manière générale, il est bon de « tâtonner » quelque peu avant de trouver un Kanban performant qui vous convienne.

Etape 2. La boite logistique

Le Kanban représente la production client « ferme ». Mais, dans le cas où les commandes fermes ne correspondent pas à ce qui est prévu, la boite logistique permet d’amortir cette variabilité.

Etape 3. La boite de nivellement

La boite de nivellement permet de traduire les besoins clients de la boite logistique en planning de production. Autrement dit, les besoins clients généralement fixés à la semaine ou au mois, sont traduits en demande de production journalière.

Etape 4. La boite de constitution de lots

La boite de constitution de lot a pour but de regrouper plusieurs Kanban en lot pour réduire le nombre de changements de série ou rassembler des combinaisons de pièces pour constituer des sous-ensemble.

Etape 5. Le séquenceur

Le séquenceur, situé au plus près de l’opérateur, définit l’ordre de production des différents Kanban. Ultime étape du nivellement, c’est lui qui est représentatif du travail réel de l’opérateur.

Source

1 – J. K. Liker (2004) – Le modèle Toyota : 14 principes qui feront la réussite de votre entreprise

2 – E. Daito (2000) – Automation and the organization of production in the Japanese automobile industry: Nissan and Toyota in the 1950s

3 – C. Chandler (2005) – Full Speed Ahead

4 – I. Glenday, R. Sather (2005) – Breaking through to flow

A. Smalley (2004) – Creating level pull

B. Vallespir, T. Alix (2010) – Advances in production management systems: new challenges, new approaches

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