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La simplification de l’ordonnancement avec le PFM

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Ordonnancez simplement avec le PfM
Le Protected Flow Manufacturing est une nouvelle approche proposée par l’américain Richard T. Lilly, pionnier du MRP sur l’exécution opérationnelle de la planification. Il a longtemps travaillé avec Oliver Wight sur le MRP dans les années 60. Il a ensuite poursuivi sa carrière dans l’édition logicielle autour des ERP, du MRP et des ordonnanceurs à capacité finie. Il a ensuite revendu sa société à Infor, mais a continué à chercher une meilleure manière d’ordonnancer, étant arrivé aux limites de son modèle. Il a appelé cette méthode le Protected Flow Manufacturing. Le Protected Flow Manufacturing permet d’éviter les lancements en avance d’OF (surlancement), réduit les temps d’attente (réduit les cycles), fiabilise les dates de fin des OF et donne une vision claire des priorités à l’atelier. Nous organisons un webinar à ce sujet le 9 juin de 13h à 14h, inscriptions ici.

Les limites du MRP, ou plutôt les limites des organisations autour du MRP

L’OTD (On Time Delivery, Taux de Service) et le cashflow (flux de trésorerie) sont deux facteurs clés de la performance d’une entreprise. Trop souvent l’OTD est privilégié, car visible du client au détriment du cashflow qui lui, assure la pérennité de l’entreprise.

Pour sécuriser l’OTD, la Supply Chain a souvent tendance à renforcer le niveau des PDP (Programme Directeur de Production) afin de se constituer une avance de délai. Cette avance, souvent trop optimiste, induit du stock à tous les niveaux de la nomenclature sans améliorer l’OTD, mais dégrade fortement le cashflow.

En complément, la Production a tendance à lancer les ordres de fabrication en avance de phase pour garantir un Taux de service maximal mais aussi, par un travers de gestion, pour s’assurer de charger au maximum l’ensemble des postes de travail.

Cela part d’un constat humain, mais faux, que si tout le monde est occupé, l’OTD n’en sera que meilleur. Ces réflexes sont certes humains, court-termistes, mais induisent des défaillances dans la chaîne logistique globale. Parmi les symptômes :

    • Apparition de files d’attente sur les postes goulots et sur les autres postes…
    • Dérégulation de la production
    • Difficultés à prioriser les OF « urgents » des « non urgents »
    • Augmentation continue des stocks et vieillissement de la profondeur de ceux-ci (« balance âgée »)
    • Tension sur les flux d’approvisionnement avec des effets de recalages incessants d’avance et de recul des commandes impactant la performance du fournisseur
    • Augmentation du risque de perdre les fournisseurs, impliquant la nécessité d’investir chez les fournisseurs pour les maintenir « hors de l’eau »
    • Réduction du service client et ce en augmentant l’argent investi pour produire…
    • Cet effet, communément appelé l’effet MRP, nous entraîne ainsi dans un cercle vicieux.

Cet effet résulte plus d’une combinaison de mauvaises pratiques autour du MRP plus que d’un outil défaillant et inadapté, alors que l’inverse est plus communément admis.

Dans nos entreprises, le MRP a plutôt tendance à fonctionner en boucle ouverte alors qu’il faut bien souvent inclure une boucle de rétroaction permettant de le contraindre.

Le MRP est un puissant outil de planification de la Supply Chain. Il permet à partir de la prise en compte combinée de la demande prévisionnelle et de la demande ferme de répercuter les évolutions des besoins sur l’ensemble des niveaux de la nomenclature en prenant en compte les stocks, les marges, les avances et ressources fermes et prévisionnelles. Le MRP est un outil efficace mais on oublie souvent les boucles de rétroaction qui permettent de le contraindre en termes de faisabilité générale de la Supply Chain permettant ainsi de converger vers un certain équilibre stabilisant ainsi la Supply Chain.

Pour répondre à cela, l’APICS propose de mettre en place des niveaux de découplage sur la Supply Chain permettant ainsi d’absorber les variations de demande (sur un niveau PDP) et ainsi de stabiliser l’ensemble des autres articles de la nomenclature qualifiés de « articles MRP ».

Ceci sera l’objet d’un autre white paper avec des boucles de rétroaction associées lors de variations de demande.

La Charge-capacité, l’enjeu des directions opérationnelles

L’APICS propose aussi 2 autres processus découlant directement du PDP et du MRP :

    • le RCCP (Rough Cut Capacity Planning) partant du principe que le dimensionnant du PDP en vérifiant la charge-capacité sur le poste goulot permettra de dimensionner un PDP réalisable
    • le CRP qui permet après l’exercice PDP de vérifier que les différentes ressources créées par le MRP sont réalisables sur l’ensemble des postes de travail.

En général, les  questions clés des directions opérationnelles sont:

    • Mon adéquation charge-capacité est-elle bonne ?
    • Avons-nous assez d’heures dans le plan vs la capacité prévue ?
    • Le plan est-il juste et réalisable ?
    • Si nous ne chargeons pas assez, que vont faire nos indicateurs de productivité ?

N’oublions pas le Lean et la Théorie des Contraintes…

Mais on est bien loin de la vision Lean et Supply Chain (Critical Chain, Eliyahu Goldratt) où l’importance est le niveau de charge sur le poste goulot et l’écoulement logique des flux afin d’éviter la perte d’efficience de la chaine de production.

Le poste goulot doit donc être correctement chargé, au plus proche de la capacité démontrée mais ne doit jamais atteindre la capacité théorique pour éviter les phénomènes de saturation. Les produits vont naturellement se retrouver à attendre à ce poste (file d’attente). Les autres postes auront une capacité excédentaire et par conséquent leur file d’attente va être limitée (d’où l’effet sur l’indicateur de productivité…). Le concept de drum-buffer-rope vise à garantir une utilisation optimale des ressources de production.

Très bien, on est encore au niveau planification, mais que se passe-t-il au niveau opérationnel ?

Comment s’assurer du juste chargement de nos postes de travail ? Comment assurer un pré ordonnancement permettant de prioriser les OF (Ordres de Fabrication) au sein des postes de travail ?

Bien souvent, on met des temps d’attente sur les postes de travail. Comme cela, les opérations de l’OF sont pré-ordonnancées dans le temps. Par exemple, l’OF aura pour un délai de fabrication interne de 10 jours seulement 2 jours de temps effectif de travail. Sur la fiche suiveuse de l’OF, les opérations seront espacées de plusieurs jours.

N’a-t-on pas un risque de faire attendre mécaniquement les pièces ? Inclure des temps d’attente sur les postes de travail ne provoque-t-il pas mécaniquement la constitution de files d’attente alors que l’objectif n’est-il pas de les réduire ?

Arrive enfin la situation ubuesque où on mesure les temps d’attente constatés pour les mettre à jour dans le système, c’est à dire à niveau d’encours constant !

Mais que se passe-t-il si l’encours diminue ? Les pièces attendent. Et si l’encours augmente ? Les files d’attente augmentent, l’OTD se dégrade car l’ordonnancement était basé sur un certain niveau de file d’attente.

En réaction on augmente les files d’attente, mais, en cas de baisse d’encours, on oublie toujours de les réduire.

Et on fait encore plus attendre les pièces…

Et oui, la file d’attente évolue de manière dynamique. On ne peut pas en faire une mesure qui ait une quelconque crédibilité pour un système de planification.

Découpler la planification et l’ordonnancement

On confond trop souvent planification et ordonnancement.

La planification est la définition de quantités pour des dates directement liées aux quantités et dates définies par le PDP (par le jeu des nomenclatures). Le but est de satisfaire l’expression de la demande.

L’ordonnancement est lui la priorisation des opérations sur les postes de travail.

L’objectif de l’ordonnancement est l’adhérence au PDP. L’ordonnancement se doit d’assurer un bon taux de service (typiquement 95 à 98 %) par rapport aux quantités définies au PDP.

Il est donc important d’assurer un découplage entre la planification et l’ordonnancement afin de maximiser le taux de service. Matérialisé par un délai de fabrication interne, il définit un délai fixe assurant un taux de service du PDP donné (le taux de service est à dimensionner selon le taux de service client souhaité, l’encours souhaité et les niveaux de stocks souhaités).

C’est un contrat de délai vis-à-vis de la production quel que soit l’ordonnancement. Ce délai présente un énorme intérêt, il est indépendant de la gamme.

Nous pouvons donc faire varier la gamme ou planifier sur des gammes différentes (gamme avec opérations internes et gamme avec une ou des opérations sous-traitées) sans impacter les sous-ensembles (le délai étant fixe, on évite les effets d’avance/retard sur les niveaux inférieurs).

Comment tenir cet engagement ?

Cet engagement représente l’objectif de la production pour répondre à la planification. L’ordonnancement en est le point clé.

En effet il définit l’ordre et la priorité de passage des opérations au sein de l’atelier.

Ces problématiques d’ordonnancement s’entendent évidement plus dans des ateliers de type job shop (atelier à cheminement multiple) plutôt que sur des ateliers en ligne de type flow shop (atelier à cheminement unique). Mais l’avenir est aux petits jobs très variables, qui suivent au mieux l’évolution de la demande.

Il y a effectivement peu de files d’attente dans les ateliers en ligne sauf éventuellement sur les postes goulots.

Dans les ateliers de type job shop, l’ordonnancement est beaucoup plus complexe car des files d’attente existent sur quasiment tous les postes.

Comment ordonnancer dans ce contexte ? Comment prioriser ?

L’ordonnancement à capacité finie est souvent présenté comme la solution. Hâtons-nous de dissiper le mythe, l’ordonnancement à capacité est finie est lourd et complexe.

Vous avez dit simple?

Mener l’ordonnancement des n opérations attendant sur le poste goulot puis de tirer un ordonnancement cohérent sur tous les autres postes en amont et en aval nécessite des capacités intellectuelles d’abstraction élevées et une fiabilité des données qui ne se retrouvent pas dans tous les ateliers, loin de là. Ensuite s’assurer que l’ordonnancement est cohérent de la planification…

Imaginez le travail sur 3000 OF en fabrication avec plus de 10 opérations, dans une usine avec une centaine de postes de travail… On tourne vite au casse-tête.

Un ordonnancement se doit d’être flexible et robuste

Historiquement, la recherche en ordonnancement est partie d’une hypothèse : l’univers est prédictible et nous connaissons tous les aléas possibles.

La cruelle réalité rend la prédiction erronée et à ce point-là, l’ordonnancement initial perd de sa valeur. Ne recherchons pas seulement un ordonnancement optimal mais plutôt un ordonnancement robuste (capacité d’un ordonnancement à résister aux perturbations).

Deux types d’approches existent pour un ordonnancement robuste :

    • Les approches proactives visant à créer des ordonnancements robustes en anticipant les perturbations
    • Les approches réactives permettant de réviser intelligemment les ordonnancements en prenant en compte les perturbations qui se présentent

L’approche proactive est couverte par le Délai de Fabrication Interne qui permet de mutualiser l’ensemble des temps d’attente en un seul buffer.

En mutualisant les risques, on diminue le niveau de protection global, donc le niveau de buffer tout en garantissant le même taux de service.

La mutualisation des risques au sein de l’OF permet d’apporter une meilleure protection face aux aléas et ainsi être proactif en anticipant et en se protégeant face aux aléas (De même que la mutualisation des stocks entre unités permet d’augmenter le taux de service).

 Et comment ajouter de la réactivité ?

L’approche réactive est couverte par une priorisation des opérations sur les postes de travail en ayant toujours en vue la priorité globale de l’OF.

Mais comment évaluer le niveau de priorité global d’un OF ?

En le mettant directement en lien avec le niveau de buffer restant.

L’idée simple mais extrêmement efficace est d’utiliser une heuristique d’ordonnancement qui priorise les opérations en fonction de la marge restante (buffer) sur l’OF global.

Considérons que nous sommes sur un poste de travail X. La fabrication d’un article A y est lancée sur le poste n de la gamme avec 3 jours de valeur ajoutée et 12 jours de buffer.

L’OF lancé en production part avec 100% de buffer (référence). Après 2 jours d’attente sur le premier poste, l’OF n’a plus que 83,3% de buffer. S’il y a un autre OF qui attend à ce poste de travail, l’heuristique proposera, non pas celui qui est le plus en retard, mais celui qui a le moins de buffer. Et ce n’est pas la même chose !

Ainsi, cet heuristique permet d’ajuster de manière plus réactive l’ordonnancement et fiabiliser ainsi le taux de service de la production vers la planification.

Et comment s’intégrer avec son ERP ?

La majorité des ERP du marché permettent déjà un mode de pilotage de ce type tout en restant dans le paramétrage de base. Nous avons déjà mis en place cette heuristique dans des environnements SAP sans l’utilisation de systèmes annexes, en utilisant le bon vieux standard des best practices.

Si vous souhaitez en savoir plus, un webinar est prévu à cet effet le 9 juin de 13h à 14h. Inscriptions ici.

Emmanuel Turgis et Benoit Chambrier

Emmanuel Turgis

Author: Emmanuel Turgis

Après des études d'ingénieur à l'UTT et deux expériences dans le pharmaceutique et l'aéronautique, Emmanuel Turgis a intégré le cabinet BFC comme consultant Supply Chain spécialisé dans les problématiques de planification.

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