Flux pièce à pièce et cellules de travail

Objectif

Le flux pièce à pièce raccourcit le délai de traversée (lead time) d'un processus, le temps qui sépare l'entrée d'une unité de sa sortie. Il supprime les attentes entre les étapes, où ce délai se perd. Dans une organisation par lots, chaque étape traite une pile entière avant de la passer à la suivante: chaque unité y attend que l'étape traite le reste de son lot.

L'Agence américaine de protection de l'environnement (EPA) décrit ce fonctionnement «par lots et files» dans sa documentation sur la production en cellules. L'atelier produit sur prévision plutôt qu'à la demande. Les en-cours, les unités commencées et inachevées, attendent entre les services. Chaque service produit de longues séries d'un même produit pour réduire son coût unitaire et changer rarement d'outillage.

La technique tranche l'emplacement des postes, le nombre de personnes affectées à la cellule et les lots à supprimer. Son livrable est la conception de la cellule: le parcours actuel de l'unité, la nouvelle implantation, la répartition des étapes entre les personnes et le délai mesuré avant et après.

Elle s'applique au bureau comme à l'atelier. Une ouverture de compte, une facture fournisseur ou une demande de prestation traversent des services organisés par métier, et chaque service transmet par pile ou par bannette. La refonte montre que ce lot est un choix d'organisation.

Womack et Jones énoncent cinq principes: définir la valeur du point de vue du client, identifier le flux de valeur, faire circuler ce flux sans interruption, le faire tirer par le client, viser la perfection. Le flux pièce à pièce met en œuvre le troisième. Le value stream mapping identifie le flux et chiffre ses attentes avant la refonte. Là où deux étapes ne peuvent pas s'enchaîner pièce à pièce, un système kanban à flux tiré les relie.

Usage

Quand l'utiliser

• Délai long pour peu de travail: un dossier qui demande 40 minutes de travail et sort après cinq jours.
• Piles et bannettes entre les services: l'en-cours visible désigne les transmissions par lot.
• Erreurs découvertes plusieurs étapes plus loin: en flux, l'étape suivante voit l'erreur dès la première unité.
• Famille d'unités au parcours commun: mêmes étapes dans le même ordre, en volume suffisant pour occuper une équipe dédiée.
• Demande qui varie: la cellule en U ajoute ou retire des personnes sans changer d'implantation.
• Déménagement ou réorganisation d'un service: placer les postes selon le flux plutôt que selon l'organigramme.

Quand ne pas l'utiliser

• Changement de série long entre variantes: chaque changement de variante coûterait le réglage; le réduire d'abord avec SMED.
• Faible volume et parcours tous différents: aucune famille ne justifie une cellule; garder l'implantation par métier et plafonner les files avec un tableau kanban et ses limites d'en-cours.

Description

Le lot et le flux

Le Lean Enterprise Institute (LEI), fondé par James Womack, définit le flux continu: produire et déplacer une unité à la fois (ou un petit lot constant) à travers une suite d'étapes, de la façon la plus continue possible. Chaque étape ne fait que ce que l'étape suivante lui demande. Le LEI en donne pour synonymes one-piece flow et make one, move one: faire une unité, la passer.

Cinq dossiers traversent quatre étapes de 10 minutes, tenues chacune par une personne. Par lots, chaque étape traite les cinq dossiers avant de transmettre la pile. Le premier dossier sort après 160 minutes et le dernier après 200. En flux pièce à pièce, le premier dossier sort après 40 minutes et le dernier après 80.

Le travail est le même dans les deux cas: 200 minutes. Par lots, le premier dossier passe 40 de ses 160 minutes en traitement et 120 dans une pile.

Le lot retarde aussi la découverte des erreurs. Une erreur répétée, comme un mauvais paramètre ou un formulaire périmé, touche chaque dossier que traite l'étape 1. L'étape 2 la repère en terminant son premier dossier: après 60 minutes par lots, quand les cinq dossiers la portent déjà, après 20 minutes en flux, quand deux dossiers la portent.

La cellule de travail

Le LEI définit la cellule comme la disposition des étapes de traitement d'un produit immédiatement côte à côte, pour que les pièces ou les documents soient traités en flux quasi continu, un à un ou en petits lots de taille constante d'un bout à l'autre de la séquence. Il relève que beaucoup d'entreprises emploient «cellule» et «ligne» l'une pour l'autre.

La cellule s'oppose à l'implantation par métier, qui regroupe les postes par fonction ou par machine: tous les contrôles à un étage, toute la saisie à un autre. Dans cette implantation, chaque service optimise son propre rendement et l'unité traverse les étages par piles. La cellule regroupe les postes par produit. Elle supprime, parmi les huit gaspillages, le transport entre les services, l'attente dans les files, les stocks d'en-cours et les déplacements des personnes.

La forme en U est la plus courante. Selon le LEI, elle réduit la marche des opérateurs et laisse varier leur nombre avec la demande. Elle place le premier et le dernier poste côte à côte, et la même personne peut tenir les deux, ce qui régularise le rythme du travail.

Dans la cellule, chaque personne sait tenir plusieurs étapes: celle qui ouvre le dossier le clôt aussi. La charge de chaque personne ne dépasse pas le takt, le rythme de la demande. Le LEI le définit comme le temps de production disponible divisé par la demande du client. Une journée de 480 minutes pour 30 dossiers donne un takt de 16 minutes. Une personne chargée de plus de 16 minutes par dossier accumule une file devant son poste.

Dans la banque de la figure, trois personnes tiennent cinq postes. Si la demande tombe à 24 dossiers par jour, le takt passe à 20 minutes et deux personnes suffisent: l'une tient les étapes 1 et 3 (18 minutes), l'autre les étapes 2, 4 et 5 (20 minutes, le takt exactement). À 40 dossiers par jour, le takt descend à 12 minutes, la durée de l'étape 3. Quatre personnes suffisent alors: A garde les étapes 1 et 5 (11 minutes); les étapes 2, 3 et 4 prennent une personne chacune. Au-delà, l'étape 3 dépasse le takt et son poste se dédouble.

Une équipe en télétravail partiel construit la cellule dans le logiciel de gestion des tâches: une équipe dédiée, une file par famille et une limite d'en-cours d'un dossier par étape, visible sur un tableau kanban.

Conduire la refonte

L'EPA décrit trois étapes: comprendre l'état actuel, passer à une implantation par processus, en U ou en C, avec des changements de série courts et des équipements à la taille de la cellule, puis améliorer en continu. Une équipe peut conduire la refonte d'une famille en un chantier kaizen de quelques jours, avec les personnes des services concernés.

1. Choisir une famille. Les unités qui suivent les mêmes étapes dans le même ordre: les ouvertures de compte de clients privés, les factures fournisseurs rattachées à une commande. Les cas rares restent dans l'organisation existante. Chiffrer la demande par jour et en tirer le takt.
2. Suivre une unité réelle de bout en bout. Noter chaque étape, son temps de travail, l'attente qui la précède, le service et l'étage où elle se fait. Un diagramme spaghetti tracé sur le plan des locaux montre les allers-retours. Selon l'EPA, l'état actuel couvre la gamme de produits, la circulation, les temps de cycle et la mobilité des équipements.
3. Ignorer l'implantation actuelle. Poser les étapes dans leur ordre, comme si elles pouvaient se toucher. Les murs, les étages, l'organigramme et le rattachement des postes aux services sont des contraintes à discuter ensuite, une par une.
4. Regrouper les étapes en cellule. Placer les postes dans l'ordre des étapes, en U, l'entrée à côté de la sortie. Répartir les étapes entre les personnes pour que chaque charge ne dépasse pas le takt. Fixer le lot de transfert à un dossier: chaque poste traite un dossier à la fois; entre deux postes, un emplacement n'en tient qu'un.
5. Dimensionner les ressources pour de petits lots. Un équipement conçu pour les grands lots ramène le lot: le scanner de production qui numérise par cinquante, l'imprimante centrale, le traitement informatique qui ne tourne que la nuit. La cellule reçoit des équipements à sa taille, aux temps de changement courts. SMED raccourcit ces changements.
6. Mesurer et améliorer. Comme le demande l'EPA, mesurer la cellule contre l'état relevé à l'étape 2: délai de traversée, en-cours, charge par personne. Écrire le standard de travail de chaque poste et former chaque personne à plusieurs postes. Pour l'amélioration continue, l'EPA cite le kaizen, la maintenance productive totale (TPM) et Six Sigma.

Le petit lot, quand l'unité est hors de portée

Le lot d'une unité est la cible. La définition du LEI admet un petit lot constant. Certaines étapes imposent un lot: une machine au changement long, un laboratoire externe qui rend ses résultats une fois par jour, un fournisseur qui livre chaque matin. La cellule réduit alors le lot à la plus petite taille que la contrainte admet et mesure ce qu'il coûte en délai. Le flux reprend après l'étape qui l'impose.

Les pièges

Rapprocher les bureaux sans casser le lot. Les postes sont côte à côte, mais le lot de transfert reste la bannette de vingt dossiers. La cellule garde alors le délai de l'ancienne organisation.

Juger chaque personne à son rendement. Une personne ainsi jugée remplit des piles pour rester occupée. La cellule se mesure à ses unités terminées et à son délai.

Laisser un poste au-dessus du takt. Rééquilibrer: répartir autrement les étapes, dédoubler le poste ou raccourcir l'étape.

Laisser le lot dans l'informatique. Un logiciel qui distribue les dossiers par paquets impose un lot que les meubles ne montrent pas. Un traitement de nuit impose un lot d'une journée. La refonte paramètre aussi les outils.

Perdre un contrôle en regroupant les étapes. Au bureau, le principe des quatre yeux et la séparation des fonctions restent obligatoires après le regroupement: la personne qui saisit un dossier ne le valide pas. La répartition des étapes les respecte, et le service de conformité la vise avant le déménagement.

Former trop peu de personnes. Une cellule où une étape n'a qu'une personne formée s'arrête à la première absence. Chaque étape a au moins deux personnes formées, et une matrice de polyvalence le montre.

Considérations IA

Le journal d'événements d'un logiciel de gestion des tâches donne, pour chaque dossier, l'heure d'entrée et de sortie de chaque étape. Un outil de process mining en tire le délai de traversée et, pour chaque étape, le temps de travail, l'attente et l'en-cours de la file. Les lots s'y voient: des dossiers qui sortent d'une étape par dizaines à heure fixe ont circulé en pile. Un modèle de langue qui reçoit les temps par étape et le takt propose des répartitions des étapes entre les personnes et rédige un premier standard de travail pour chaque poste.

Le journal n'enregistre que ce qui passe par le logiciel. La pile papier, la marche jusqu'au scanner et l'appel au collègue n'y figurent pas: l'équipe suit encore un dossier réel sur place. Le modèle ignore les compétences des personnes et les règles de séparation des fonctions tant qu'on ne les lui donne pas. L'équipe recalcule dans le tableur chaque charge qu'il propose face au takt. L'équipe et la conformité arrêtent la répartition.

Dans une banque, le secret bancaire couvre les données des clients: l'art. 47 de la loi sur les banques (LB) punit l'employé qui révèle un secret connu dans sa fonction. Avant tout envoi à un modèle externe, l'équipe n'extrait que les horodatages et les codes d'étape. Elle agrège les temps par étape plutôt que par personne: l'art. 26 de l'ordonnance 3 relative à la loi sur le travail (OLT 3) interdit les systèmes destinés à surveiller le comportement des travailleurs à leur poste de travail.

Exemples

Feuille de conception d'une cellule pour l'ouverture de comptes de clients privés dans une banque. La demande est de 30 dossiers par jour; avec une journée de 480 minutes, le takt est de 16 minutes. Pour chaque étape, le tableau place l'organisation par métier à côté de la cellule.

Les charges restent sous le takt de 16 minutes: A tient les étapes 1 et 5 (11 minutes), B les étapes 2 et 4 (15 minutes), C l'étape 3 (12 minutes). Le contrôle des quatre yeux reste en place: B valide la saisie de C.

B, à 15 minutes sur 16, fixe le rythme de la cellule: sa charge est la première à se répartir entre deux personnes si la demande monte. A garde 5 minutes de marge.

Selon la loi de Little, l'en-cours moyen égale le débit multiplié par le délai. À 30 dossiers par jour et 4,5 jours ouvrables d'attente, 135 dossiers dorment dans les bannettes de l'organisation par métier. Dans la cellule, le courrier du jour attend devant P1. À l'intérieur, cinq postes et quatre emplacements de transfert tiennent neuf dossiers au plus. Au rythme de B, un dossier toutes les 15 minutes, le premier dossier sort après 38 minutes, le trentième après 38 + 29 × 15 = 473 minutes, avant la fin de la journée.

Visualisations

Le schéma des lots et du flux pose les cinq dossiers de la Description sur un axe du temps: par lots en haut, pièce à pièce en bas. Le schéma d'implantation montre la banque de l'exemple en deux plans: par métier à gauche, avec une bannette à chaque transmission; en cellule en U à droite. La feuille de conception est un tableau: une ligne par étape, l'organisation par métier et la cellule en colonnes. Le diagramme d'équilibrage des opérateurs montre la marge de chaque personne sous la ligne du takt.

Coût

Outils

Un plan des locaux et un crayon suffisent pour tracer le parcours actuel. L'analyse de l'implantation des postes de travail y relève les distances et les déplacements. Un tableur porte les temps par étape, le takt et la charge de chaque personne. Un diagramme d'équilibrage des opérateurs (operator balance chart ou yamazumi) empile les étapes de chaque personne face à une ligne au niveau du takt et montre les postes à rééquilibrer. Pour tester une implantation avant de déplacer les meubles, l'équipe marque les postes au sol avec du ruban adhésif et y fait passer quelques dossiers. Un logiciel de simulation de flux se justifie quand la cellule coûte cher à construire, par exemple quand elle exige de déplacer des machines. Au bureau, le paramétrage du logiciel de gestion des tâches fixe le lot de transfert autant que l'implantation.

Sources

• Taiichi Ohno, Toyota Production System: Beyond Large-Scale Production, Productivity Press, 1988 (édition originale japonaise, 1978): le système de production de Toyota, où le flux pièce à pièce est né.
• James P. Womack et Daniel T. Jones, Lean Thinking: Banish Waste and Create Wealth in Your Corporation, Simon & Schuster, 1996: les cinq principes de la pensée Lean et le flux comme troisième principe.
• Lean Enterprise Institute, Continuous Flow, Lean Lexicon: la définition du flux continu, le petit lot constant et les synonymes one-piece flow et make one, move one.
• Lean Enterprise Institute, Cell, Lean Lexicon: la définition de la cellule, les raisons de la forme en U et l'emploi de «cellule» et de «ligne» l'une pour l'autre.
• Lean Enterprise Institute, Takt Time, Lean Lexicon: la définition du takt, temps de production disponible divisé par la demande.
• Lean Enterprise Institute, Lean Thinking and Practice, Lean Lexicon: les cinq principes de Womack et Jones.
• United States Environmental Protection Agency, Lean Thinking and Methods: Cellular Manufacturing: le fonctionnement par lots et files; les trois étapes de la mise en cellules, de l'état actuel à l'amélioration continue.
• Ordonnance 3 relative à la loi sur le travail (OLT 3), RS 822.113, art. 26: l'interdiction des systèmes destinés à surveiller le comportement des travailleurs à leur poste de travail.
• Loi fédérale sur les banques et les caisses d'épargne (LB), RS 952.0, art. 47: le secret professionnel du banquier.