Juste-à-temps et jidoka

Le takt time et le lissage de la production

Le takt time est le rythme auquel il faut produire pour suivre exactement la demande, ni plus vite ni plus lentement. Le heijunka consiste à lisser cette demande pour que le rythme reste régulier d'un jour à l'autre et d'un modèle à l'autre. Les deux notions vont ensemble, et le calcul de la première tient en une division.

Trois cents plateaux en quarante-cinq minutes

Une cantine de collège doit servir 300 élèves entre midi et 12 h 45. Elle dispose de 45 minutes, soit 2 700 secondes, pour 300 plateaux : un élève doit sortir de la ligne de service toutes les 9 secondes. Ce chiffre ne dit rien de la vitesse du personnel. Il exprime ce que la demande exige.

Il permet ensuite de raisonner. Si le passage devant les plats prend en réalité 18 secondes par élève, une seule ligne ne servira que 150 élèves dans le temps imparti, et il en faut deux. Si le chef d'établissement étale les arrivées sur une heure, le rythme exigé passe à 12 secondes par élève et la contrainte se desserre.

Ce rythme dicté par la demande s'appelle le takt time. Le mot vient de l'allemand Takt, qui désigne la mesure en musique. D'après le lexique du Lean Enterprise Institute, la notion a servi dans l'industrie aéronautique allemande des années 1930 avant de passer au Japon, et Toyota l'emploie largement depuis les années 1950.

Le calcul du takt time

La formule est la suivante : le takt time est égal au temps de travail disponible divisé par la demande du client sur la même période.

Deux précautions rendent le calcul juste. Au numérateur, on retire les arrêts prévus, comme les pauses, les réunions d'équipe et le nettoyage planifié. On y laisse en revanche le temps perdu en pannes et en retards, parce que le takt time exprime la demande et que les difficultés de l'atelier n'y changent rien. Au dénominateur, on met ce que le client demande réellement, même si l'atelier pourrait produire davantage.

Le takt time ne doit pas être confondu avec le temps de cycle, qui est le temps réellement mis par un poste pour terminer une pièce. Le premier est une exigence et le second une mesure. Un poste dont le cycle dépasse le takt prend du retard. Un poste dont le cycle est nettement plus court attend, ou bien il produit plus que nécessaire.

Du takt à l'effectif

Le takt sert aussi à calculer le nombre de personnes nécessaires. Si la fabrication complète d'une pièce demande 240 secondes de travail manuel, il faut 240 ÷ 50 = 4,8 opérateurs pour tenir le rythme, donc cinq. Quand la demande change, on refait le calcul.

Le tableau montre que le rythme de chaque personne reste le même quand la demande augmente : on ajoute des opérateurs et l'on redécoupe le travail entre eux. Chez Toyota, selon le même lexique, le takt d'un atelier est revu environ une fois par mois. Le contenu de chaque poste est redéfini à cette occasion (voir Le travail standardisé).

Un rythme qui rend les écarts visibles

Une fois le takt connu, chacun peut savoir à tout moment si la situation est normale. À 50 secondes par pièce, l'atelier doit avoir sorti 72 pièces à la fin de la première heure et 144 à la fin de la deuxième. Un tableau placé près de la ligne compare heure par heure le prévu et le réalisé, avec une colonne pour noter la cause de chaque écart. Un retard de dix pièces constaté à 10 heures se traite à 10 heures, alors qu'un bilan de fin de journée arrive trop tard pour agir (voir Le management visuel et l'obeya).

Heijunka : lisser le volume

Le takt time suppose une demande stable sur la période. Or les commandes arrivent rarement de façon régulière. Reprenons l'atelier de l'exemple et supposons qu'il doive livrer 2 700 pièces dans la semaine, réparties ainsi : 700 le lundi, 400 le mardi, 600 le mercredi, 450 le jeudi et 550 le vendredi.

S'il suit la demande au jour le jour, il lui faut le lundi un takt de 38,6 secondes (27 000 ÷ 700) et sept opérateurs (240 ÷ 38,6 = 6,2). Le mardi, le takt remonte à 67,5 secondes et quatre opérateurs suffisent. Les ateliers situés en amont et les fournisseurs subissent les mêmes à-coups.

Le heijunka, mot japonais que l'on traduit par « lissage » ou « nivellement », consiste à produire chaque jour la même quantité. Ici, l'atelier fabrique 2 700 ÷ 5 = 540 pièces par jour, avec un takt constant de 50 secondes et cinq opérateurs. L'écart entre cette production régulière et la demande réelle est absorbé par un stock de produits finis. Le lundi, la demande dépasse la production de 160 pièces (700 − 540). Il faut donc commencer la semaine avec au moins 160 pièces d'avance. Le mardi, l'atelier produit 140 pièces de plus que la demande, et le stock se reconstitue en partie. Le vendredi soir, il a retrouvé son niveau de départ.

Le heijunka accepte donc un stock, placé à un seul endroit et calculé, pour protéger tout l'amont des variations. Taiichi Ohno illustre ce choix dans Toyota Production System (1978) par la fable du lièvre et de la tortue : la tortue, lente et régulière, gaspille moins que le lièvre qui court puis s'arrête. Le lien avec les trois ennemis du Lean est direct. L'irrégularité (mura) produit de la surcharge (muri) les jours de pointe et du gaspillage (muda) les jours creux (voir Muda, mura, muri).

Heijunka : lisser le mix

Le lissage porte aussi sur la variété des produits. Supposons que les 540 pièces du jour se répartissent en 270 pièces du modèle A, 135 du modèle B et 135 du modèle C. L'organisation habituelle consiste à faire tous les A le matin, puis les B, puis les C, pour ne changer de série que deux fois. Le heijunka demande au contraire de mélanger les modèles dans la proportion de la demande. Cette proportion est ici de deux A pour un B et un C. La séquence A, B, A, C, répétée 135 fois, donne exactement le programme du jour.

L'intérêt apparaît en amont. Prenons une pièce propre au modèle B. Avec la production par séries, l'atelier qui la fournit doit en livrer 135 en moins de deux heures (135 × 50 secondes = 112 minutes et 30 secondes), puis plus aucune jusqu'au lendemain. Avec la séquence lissée, on lui en demande une toutes les 200 secondes pendant toute la journée. Il peut travailler à rythme constant avec très peu de stock. De son côté, le client qui veut un modèle C n'attend plus la fin de l'après-midi.

Ce lissage a une condition : pouvoir passer d'un modèle à l'autre presque sans perte de temps. Tant qu'un changement de série prend une heure, la séquence A, B, A, C est impraticable. La réduction des temps de changement, décrite dans l'article sur le SMED, est ce qui rend le heijunka possible.

La boîte heijunka

Pour transmettre ce programme lissé à l'atelier, Toyota utilise un casier appelé boîte heijunka. Chaque colonne correspond à un intervalle de temps et chaque ligne à un modèle. On y range à l'avance les kanbans de la journée, c'est-à-dire les étiquettes qui valent ordre de fabrication, dans l'ordre voulu (voir Le flux tiré et le kanban). À chaque intervalle, un approvisionneur prend les cartes de la colonne suivante, les porte à l'atelier et emporte les produits finis correspondants.

L'intervalle se calcule à partir du takt. Si les pièces sont conditionnées par bacs de 15, un bac représente 15 × 50 secondes = 750 secondes, soit 12 minutes et 30 secondes de production. La journée de 450 minutes compte 36 intervalles, donc 36 bacs : 18 de A, 9 de B et 9 de C, rangés dans l'ordre A, B, A, C. Le lissage se fait alors bac par bac. Si l'approvisionneur trouve le bac prêt à chaque passage, la situation est normale. S'il ne le trouve pas, on sait en moins d'un quart d'heure que l'atelier a pris du retard.

Le lissage hors de l'usine

La cantine du début relève du même raisonnement. Étaler les arrivées des classes par tranches de dix minutes est un lissage, et il coûte moins cher qu'une ligne de service supplémentaire.

Limites et pièges

Le takt time est facile à détourner. Calculé à partir de la demande, il protège de la surproduction. Fixé arbitrairement plus court pour mettre l'atelier sous pression, il devient une cadence imposée, et le vocabulaire du Lean n'y change rien.

Un takt court signifie des cycles courts et très répétitifs. À 50 secondes, un opérateur refait la même séquence de gestes 540 fois par jour. La rotation entre postes, pratiquée chez Toyota, atténue le problème sans le supprimer. Les études sur les troubles musculo-squelettiques et sur l'intensification du travail dans ces organisations sont présentées dans l'article Critiques et état des preuves.

Le takt suppose une demande assez prévisible et un travail assez répétitif. Dans un atelier de pièces uniques, un cabinet d'architecte ou un service d'urgences, on peut calculer un rythme moyen, utile pour dimensionner une équipe. Ce rythme ne peut pas servir de cadence poste par poste.

Le heijunka a un coût et il contredit des habitudes solides. Il demande un stock de produits finis ou un délai de livraison que le client accepte. Il se heurte au commercial qui passe ses commandes en fin de mois et au responsable d'atelier jugé sur le nombre de changements de série évités. Beaucoup d'entreprises installent des kanbans sans avoir lissé leur production et constatent ensuite que l'amont ne suit pas.

Enfin, lisser ne dispense pas d'écouter le client. Le stock de produits finis absorbe les variations de quelques jours. Si la demande change durablement, le takt doit être recalculé.