Juste-à-temps et jidoka

Le flux tiré et le kanban

Dans un atelier classique, chaque poste fabrique ce que le planning lui a ordonné et l'envoie au poste suivant, que celui-ci en ait besoin ou non. Le flux tiré inverse la commande : l'aval vient chercher ce qu'il lui faut, et l'amont ne refabrique que ce qui a été pris. Le signal qui transmet cette demande est souvent une simple étiquette cartonnée, le kanban.

Le rayon du supermarché

Observez un employé qui remplit le rayon des yaourts. Il ne suit pas un plan de production établi un mois plus tôt. Il regarde les emplacements vides et remet ce que les clients ont emporté. Chaque emplacement a une contenance fixe, de sorte que le rayon ne peut pas déborder, et un emplacement vide suffit à dire quoi rapporter et en quelle quantité.

Taiichi Ohno raconte dans Toyota Production System (1978) qu'il connaissait cette organisation par ouï-dire avant de la voir de ses yeux, lors d'un voyage aux États-Unis en 1956. Il en a tiré l'idée de traiter chaque étape de fabrication comme un magasin pour l'étape suivante. Le poste aval joue le rôle du client : il vient prendre les pièces dont il a besoin, au moment où il en a besoin. Le poste amont fait comme l'employé du rayon et refabrique ce qui vient d'être pris. Ohno essaie ce système dès 1953 dans l'atelier d'usinage de l'usine principale. Il faut près de dix ans pour l'étendre à toute l'entreprise, en 1962.

Le vocabulaire du Lean a gardé la trace de cette origine : le petit stock placé entre deux étapes, dans lequel l'aval vient se servir, s'appelle un supermarché.

Poussé contre tiré

En flux poussé, la production est décidée d'après une prévision. Un service central calcule ce que chaque atelier doit fabriquer, chaque atelier exécute son programme et envoie le résultat à l'atelier suivant. Si la prévision est juste et que rien ne tombe en panne, tout se passe bien. Dans la réalité, la demande change, une machine s'arrête ou un lot est rebuté, et le programme continue de s'exécuter en amont alors que l'aval ne suit plus. Les pièces s'accumulent là où personne ne les attend et manquent là où l'on en a besoin.

En flux tiré, l'information part de la consommation réelle et remonte le processus. Si l'aval s'arrête, il ne prélève plus rien, l'amont ne reçoit plus de signal et s'arrête à son tour. La surproduction devient impossible par construction, ce qui était le but d'Ohno (voir Le juste-à-temps et Les sept gaspillages).

Deux précisions évitent des contresens fréquents. D'abord, le flux tiré ne signifie pas que l'on fabrique à la commande sans aucun stock : le supermarché est un stock, dont la quantité est plafonnée. Ensuite, la différence entre poussé et tiré ne tient pas à l'existence d'une prévision, car Toyota prévoit aussi, pour dimensionner ses boucles. Wallace Hopp et Mark Spearman, deux chercheurs en gestion de production, ont proposé en 2004 une définition plus nette : un système est tiré s'il limite explicitement la quantité de travail en cours, et poussé s'il ne la limite pas.

Comment fonctionne une boucle kanban

Kanban signifie « étiquette » ou « enseigne » en japonais. Dans sa forme d'origine, c'est une carte glissée dans une pochette et attachée à un bac de pièces. Elle indique la référence de la pièce, la quantité contenue dans le bac, le poste qui la fabrique et celui qui l'utilise.

Toyota distingue deux cartes. Le kanban de prélèvement autorise à aller chercher un bac au supermarché de l'étape amont. Le kanban de production autorise l'étape amont à fabriquer un bac pour remplacer celui qui vient de partir.

Le circuit est le suivant. Quand un opérateur de montage entame un bac, il en détache le kanban de prélèvement et le dépose dans une boîte. Un approvisionneur ramasse ces cartes à intervalles réguliers, se rend au supermarché et prend autant de bacs pleins qu'il a de cartes. Sur chaque bac qu'il emporte, il retire le kanban de production et le laisse à l'atelier amont, où cette carte vaut ordre de fabrication. L'atelier produit les bacs dans l'ordre d'arrivée des cartes et ne produit rien d'autre.

La forme la plus simple du kanban se passe même de carte : c'est le double bac. Une pièce est rangée dans deux bacs identiques. On se sert dans le premier. Quand il est vide, on entame le second et le bac vide part au réapprovisionnement. Le bac vide est lui-même le signal.

Les six règles d'Ohno

Ohno énonce six règles d'usage du kanban, que l'on peut résumer ainsi.

1. Le poste aval vient prélever à l'amont exactement la quantité indiquée par le kanban.
2. Le poste amont produit la quantité indiquée par les kanbans reçus, dans l'ordre où ils arrivent.
3. Rien n'est fabriqué ni transporté sans kanban.
4. Un kanban accompagne toujours les pièces.
5. Aucune pièce défectueuse n'est envoyée au poste suivant.
6. On réduit le nombre de kanbans pour rendre le système plus sensible aux problèmes.

Les quatre premières décrivent la discipline du circuit. La cinquième relie le kanban à la qualité. Comme le stock est faible, une pièce mauvaise crée tout de suite un manque, et le système n'est tenable que si chaque poste garantit ce qu'il livre (voir Le jidoka).

La sixième est la plus caractéristique. Le nombre de cartes en circulation fixe le stock maximal de la boucle. En retirer une revient à baisser légèrement ce plafond pour voir quel problème apparaît, puis à le traiter. C'est l'image du lac et des rochers, décrite dans l'article sur le flux continu.

Combien de kanbans ?

Une formule courante, présentée notamment par Yasuhiro Monden dans son livre sur le système Toyota (1983), donne le nombre de cartes d'une boucle. On prend la consommation pendant le délai de réapprovisionnement, on l'augmente d'une marge de sécurité et l'on divise par la contenance d'un bac.

La formule montre où agir pour réduire le stock sans risque. On peut raccourcir le délai de réapprovisionnement, par des changements de série plus rapides ou des tournées plus fréquentes. On peut réduire la taille des bacs. On peut enfin supprimer les causes d'aléas qui justifient la marge.

Limiter le travail en cours, de l'usine au bureau

Vu de loin, le kanban est un dispositif qui plafonne le travail en cours : il n'y a jamais plus de bacs que de cartes. C'est cette propriété que David J. Anderson a transposée au travail intellectuel, d'abord dans des équipes de développement logiciel, puis dans son livre Kanban (2010). Les tâches sont représentées par des fiches sur un tableau à colonnes (à faire, en cours, à vérifier et terminé), et chaque colonne a une limite. Si la colonne « en cours » est limitée à trois fiches, personne ne commence une quatrième tâche avant qu'une des trois n'ait avancé.

Les fiches d'Anderson ne sont pas des kanbans au sens d'Ohno, puisqu'elles représentent le travail lui-même et non un signal de réapprovisionnement. Le principe commun est de ne démarrer un nouveau travail que lorsqu'une capacité s'est libérée en aval. L'article Kanban et le Lean logiciel, dans le corpus Agilité, présente cette méthode.

Limites et pièges

Le kanban convient aux pièces consommées de façon régulière et répétée. Pour une pièce demandée trois fois par an ou un produit fabriqué sur mesure, un supermarché serait un stock dormant. On travaille alors à la commande.

Il suppose une demande lissée. Si les prélèvements de l'aval varient fortement d'un jour à l'autre, l'amont doit garder du stock ou de la capacité en réserve pour suivre, et les variations s'amplifient en remontant la chaîne. Ohno rappelle que le kanban est un outil au service du juste-à-temps, qui demande un flux déjà organisé, une production lissée et un travail standardisé. Le lissage, ou heijunka, passe donc avant le kanban (voir Le takt time et le lissage de la production).

Le kanban ne réduit rien par lui-même. Une boucle dimensionnée avec trop de cartes est un stock ordinaire muni d'étiquettes. Ce sont le retrait progressif des cartes et le traitement des problèmes ainsi révélés qui font progresser l'atelier. Beaucoup d'entreprises installent les cartes et s'arrêtent là.

Le circuit demande de la rigueur. Une carte perdue est un bac qui ne sera pas refabriqué, et une carte en double crée un stock que personne n'a décidé. De nombreuses usines sont passées à des kanbans électroniques, qui règlent ce problème mais rendent le signal moins visible sur le terrain.

Enfin, le flux tiré peut s'arrêter à la porte de l'usine. Un grand donneur d'ordres qui tire sur ses fournisseurs tout en commandant de façon irrégulière les oblige à tenir du stock pour lui. Le résultat d'ensemble dépend alors du rapport de forces plus que de la méthode. L'article Critiques et état des preuves revient sur ces transferts et sur les effets du travail sans marge pour les salariés.