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Article

1 - PILOTER UNE LIGNE DE FABRICATION AVEC DES EN-COURS CONSTANTS

  • 1.1 - Effets de l'approche MRP
  • 1.2 - Relations entre niveau d'en-cours et délais : loi de Little
  • 1.3 - Maîtrise des en-cours par les 3 méthodes Kanban

2 - PRINCIPE DU PILOTAGE DES FLUX EN MODE CONWIP

  • 2.1 - Description de la méthode CONWIP
  • 2.2 - Cas de plusieurs boucles CONWIP successives
  • 2.3 - Cas d'un poste goulot
  • 2.4 - Liens avec MRP

3 - MISE EN ŒUVRE D'UN SYSTÈME CONWIP

  • 3.1 - Conditions préalables
  • 3.2 - Choix du nombre d'ordres de fabrication
  • 3.3 - Détermination des tailles de lot
  • 3.4 - CONWIP et management visuel
  • 3.5 - Pilotage quotidien d'atelier en CONWIP
  • 3.6 - Gestion des priorités en mode CONWIP
  • 3.7 - Liens entre CONWIP et Lean Manufacturing

4 - LIENS AVEC LES TECHNIQUES ALTERNATIVES DE PILOTAGE DE FLUX

  • 4.1 - Gestion en MRP pure
  • 4.2 - Advanced planning and scheduling (APS  )

5 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : AG5121 v1

Liens avec les techniques alternatives de pilotage de flux
Méthodes concrètes de conception de système de pilotage de ligne en mode CONWIP

Auteur(s) : Patrick BURLAT

Date de publication : 10 avr. 2015

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RÉSUMÉ

La méthode CONWIP (CONstant Work In Process) donne de très bons résultats pour gérer les ateliers Flow shop dotés d'une variabilité intrinsèque élevée due à la variété des produits et à la complexité des processus. Elle est compatible avec la méthode de planification MRP (Manufacturing Resources Planning), qu'elle prolonge au niveau du pilotage d'atelier. Cette méthode s'appuie sur les ordres de fabrication émis par le calcul des besoins et en contrôle le nombre engagé simultanément sur la ligne afin d'assurer un délai de traversé constant. Les délais de fabrication sont réduits au plus court et la gestion MRP s'en trouve simplifiée. Sa mise en oeuvre est simple. Elle consiste à suivre une méthodologie précise pour bien dimensionner les en-cours et les tailles de lots, et concevoir les outils de pilotage visuel permettant l'équilibrage dynamique des capacités de la ligne.

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ABSTRACT

CONWIP (CONstant Work In Process) is an efficient way for managing Flow shops with high variability levels due to product diversity and process complexity. CONWIP is consistent with MRP (Manufacturing Resources Planning): work orders computed by MRP are used to select product references and quantities to be processed, and CONWIP management system controls the total amount of work on-line, so as to maintain constant lead time. CONWIP is easy to implement. It involves following a precise method to compute numbers of work orders and lot sizes, and to design the visual management system for dynamically balancing capacities in-line.

Auteur(s)

  • Patrick BURLAT : Professeur à l'École nationale supérieure des mines de Saint-Étienne (France)

INTRODUCTION

Cet article décrit les principes et la mise en œuvre de la méthode CONWIP (CONstant Work In Process). Le CONWIP permet de piloter les flux d'une ligne de production en maintenant l'en-cours constant, de façon à contrôler le délai de fabrication. Cette méthode convient à tout type de production manufacturière, depuis des cadences de quelques unités par mois, jusqu'à des cadences de millions de pièces mensuelles. Elle peut s'appliquer à des ateliers de fabrication comme à des lignes de réparation ou de recyclage.

La méthode CONWIP est particulièrement appropriée pour des ateliers caractérisés par une variabilité élevée, qui sont difficiles à gérer uniquement avec MRP (Manufacturing Resources Planning), et impossibles à piloter en flux tiré par les techniques Kanban habituelles.

Cette variabilité peut provenir de la diversité de pièces à fabriquer au sein d'une même famille, chacune des pièces ayant un temps opératoire différent lié à sa morphologie propre ou à ses variantes. Elle peut également provenir des caractéristiques intrinsèques d'un processus de fabrication très exigeant et difficile à maîtriser totalement, nécessitant des retouches sur les pièces, des rebuts, des arrêts machines fréquents, le tout menant à des attentes et des désynchronisations dans les flux. Ces processus de fabrication complexes et pas toujours stabilisés sont souvent caractéristiques d'entreprises à très haute valeur ajoutée. Ce qui pourrait parfois passer pour des problèmes d'industrialisation doit le plus souvent, y être vu comme autant de marques d'avance technologique, d'innovation, de différenciation par rapport à la concurrence, et de réduction au minimum du time to market. Dans des conditions de renouvellement rapide des produits, les courbes d'apprentissage qui permettent la stabilisation progressive des processus de production ne jouent plus. La complexité est ici un atout face à la concurrence de zones de production à bas coûts où la variété des produits fabriqués est moins grande et les lignes de fabrication plus standardisées. Mais, il est nécessaire de savoir piloter avec la meilleure performance possible ces lignes de fabrications dotées de fortes variabilités intrinsèques.

Pour ces lignes complexes, il s'avère que le pilotage opérationnel des flux par la méthode CONWIP (CONstant Work In Process) donne des résultats très intéressants en termes de contrôle des en-cours, de maîtrise des délais et de niveau de service client.

Le pilotage des flux de production par la méthode CONWIP mobilise plusieurs concepts de la gestion de production :

  • MRP (ou tout autre outil de planification) pour le choix des références d'articles et de leurs quantités à produire ;

  • la théorie des contraintes pour l'attention particulière portée aux goulots et pour l'équilibrage dynamique permanent de la ligne ;

  • le juste à temps par l'emploi de techniques de flux tiré pour l'engagement du travail sur la ligne ;

  • le management visuel pour le pilotage réactif et décentralisé des capacités.

Dans ce contexte, les techniques connues du Lean Manufacturing sont également mobilisables pour amplifier les gains de performances apportés par le CONWIP. Cependant, il n'est pas nécessaire de pousser les actions Lean jusqu'à un niveau de standardisation et de normalisation extrêmes. La mise en place d'un pilotage en CONWIP apporte déjà des améliorations notables, même avec des temps de changement de série importants, des rebuts et des retouches, des pannes sur les machines, et des variations sur les durées opératoires de fabrication.

L'article détaille tout d'abord les bénéfices du pilotage de ligne de fabrication avec des en-cours constants, puis passe en revue les méthodes usuellement mobilisées dans ce but : Kanban, Kanban générique et Kanban d'emplacement. Les limites de ces méthodes sont décrites, puis la méthode de pilotage de ligne en mode CONWIP est présentée.

Les principes de fonctionnement d'un CONWIP mono-boucle et multi-boucles sont décrits, ainsi que les liens conceptuels avec la théorie des contraintes via les goulots de la ligne. Les liens avec le pilotage en flux poussé par un calcul des besoins sont également détaillés.

La suite de l'article présente les pratiques concrètes de mise en œuvre d'un système CONWIP :

  • conditions préalables ;

  • choix du nombre d'ordres de fabrication ;

  • détermination des tailles de lot ;

  • mise en place du management visuel de ligne ;

  • procédures de pilotage quotidien d'un atelier en CONWIP ;

  • gestion des priorités.

Un focus particulier est réalisé sur les liens entre CONWIP et Lean Manufacturing.

La fin de l'article compare l'approche CONWIP avec des techniques alternatives de pilotage d'atelier, en particulier avec la gestion en MRP pure, et avec les systèmes de type Advanced Planning and Scheduling (APS).

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KEYWORDS

Conwip method   |   Workshop visual management   |   Workshop Management   |   ERP

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-ag5121


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4. Liens avec les techniques alternatives de pilotage de flux

4.1 Gestion en MRP pure

La technique de pilotage des flux en mode CONWIP n'est pas une alternative à la méthode MRP mais un apport complémentaire pour en améliorer l'efficacité. La figure 27 décrit la gestion d'un composé de nomenclature selon la technique MRP : les OF sont émis par le calcul des besoins en fonction du programme directeur de production et de l'état des stocks et des en-cours, puis poussés sur ligne dès que les composants sont disponibles.

Sur la base de cette gestion MRP, l'apport du système CONWIP est de piloter les en-cours entre deux niveaux de nomenclatures pour contrôler le délai de fabrication (figure 28).

Dans cette configuration, les choix des références et des quantités de composé à fabriquer sont déterminés par MRP à partir des commandes réelles et/ou prévisionnelles, via le Programme industriel et commercial, le Programme directeur de production et le Calcul des besoins. Ces choix suivent donc une logique de flux poussé au sens où l'on planifie à l'avance les références et les quantités à fabriquer sans prendre en compte les besoins à court terme en aval ni l'état instantané de la ligne en termes de charge de travail.

En revanche, le moment précis où chaque OF sera effectivement engagé sur la ligne est déterminé par le retour des droits à produire CONWIP. Le chargement de la ligne suit donc une logique de flux tiré au sens où les entrées en début de ligne sont tirées par le rythme des sorties en fin de ligne. L'engagement à court terme des OF dépend donc de l'état instantané de la ligne.

La combinaison flux poussé/flux tiré qui résulte de l'association MRP/CONWIP permet de bénéficier des avantages de chacun des deux modes de pilotage :

  • la composition des OF en mode poussé traditionnel assure un très bon couplage entre les niveaux hauts de planification (PIC et PDP) et les ateliers de fabrication. Ce point est particulièrement important dans au moins deux cas de figure :

    • pour les entreprises dont les prévisions de vente sont instables ou saisonnières,

    • pour celles qui fabriquent de nombreuses références dès les niveaux intermédiaires de nomenclature. Dans un cas comme dans l'autre, le pilotage en Kanban pur n'est pas possible car il mènerait...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - ORLICKY (J.) -   Material requirements planning.  -  New York : McGraw-Hill (1975).

  • (2) - LITTLE (J.), GRAVES (S.) -   Little's law building intuition. International Series.  -  In Operations Research and Management Science, vol. 115 (2008).

  • (3) - APICS -   APICS dictionary.  -  APICS 8th edition (1996).

  • (4) - BAGLIN (G.), BRUEL (O.), GARREAU (A.), GREIF (M.) -   Management industriel et logistique.  -  Économica (1996).

  • (5) - BOUNINE (J.), SUZAKI (K.) -   Produire juste à temps.  -  Les sources de la productivité industrielle japonaise, 2e édition, Masson (1993).

  • (6) - BURLAT (P.), CAMPAGNE (J. P.) (dir.) -   Performance industrielle et gestion des flux.  -  Hermès Sciences (2001).

  • ...

1 Outil logiciel

WIPSIM © : Work In Process SIMulation : logiciel de conception de ligne de production en mode CONWIP http://www.wipsim.fr

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2 Site Internet

Site sur le pilotage des flux en mode CONWIP http://www.conwip.com

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