Outils et méthodes

La cartographie de la chaîne de valeur

La cartographie de la chaîne de valeur, ou VSM pour value stream mapping, consiste à dessiner sur une seule feuille le parcours complet d'un produit ou d'un dossier, avec la matière qui avance et l'information qui la pilote. Elle fait apparaître un écart que personne ne voit depuis son poste : le produit passe quelques minutes à être transformé et des jours à attendre. La carte sert ensuite à dessiner un état futur et à décider par où commencer.

Dix-sept jours pour une minute et demie de travail

Dans une petite usine qui fabrique des supports métalliques pour un constructeur de machines agricoles, la directrice pose une question simple à ses trois chefs d'atelier : combien de temps faut-il pour fabriquer un support ? Le premier répond que la presse emboutit une pièce par seconde. Le deuxième annonce 40 secondes pour le soudage et le troisième 55 secondes pour l'assemblage. Chacun a raison pour son atelier, et aucun ne répond à la question, parce que personne ne suit une pièce de l'entrée de l'usine à la sortie.

Un matin, la directrice et un chef d'équipe remontent le flux à pied, du quai d'expédition jusqu'à la réception des bobines d'acier, avec une feuille de papier et un crayon. Ils comptent les pièces en attente devant chaque atelier. Le soir, ils ont leur réponse : entre l'arrivée de l'acier et le départ du support fini, il s'écoule dix-sept jours, pendant lesquels la pièce n'est transformée que durant 96 secondes. Le dessin qu'ils ont produit s'appelle une cartographie de la chaîne de valeur.

Une méthode venue de Toyota, formalisée en 1998

La chaîne de valeur (value stream) désigne l'ensemble des actions nécessaires pour amener un produit de la matière première jusqu'au client, qu'elles ajoutent de la valeur ou non. James Womack et Daniel Jones en font le deuxième de leurs cinq principes dans Lean Thinking (1996) : après avoir défini la valeur du point de vue du client, il faut identifier la chaîne de valeur de chaque produit. Le livre disait quoi faire sans fournir d'outil.

L'outil est venu deux ans plus tard avec Learning to See (1998), un cahier d'exercices publié par le Lean Enterprise Institute et préfacé par Womack et Jones. Ses auteurs sont Mike Rother, ingénieur et chercheur, et John Shook, ancien cadre de Toyota. Ils n'ont pas inventé la méthode. Ils précisent qu'elle est connue chez Toyota sous le nom de diagramme des flux de matière et d'information, et que les spécialistes du système de production s'en servent pour préparer leurs plans de mise en œuvre.

Leur apport est d'avoir fixé des symboles, une démarche pas à pas et un exemple complet, celui d'une entreprise fictive d'emboutissage nommée Acme. Dans cet exemple, le délai de traversée de l'usine est de 23,6 jours pour 188 secondes de transformation, et l'état futur proposé le ramène à 4,5 jours.

Lire une carte de l'état actuel

Une carte tient sur une feuille de grand format et se lit en trois bandes.

• En haut circule l'information. Le client figure à droite avec sa demande et le rythme de ses livraisons, le fournisseur à gauche, et entre les deux le service qui planifie la production. Des flèches montrent qui envoie quoi à qui : prévisions, commandes fermes et programmes de fabrication adressés à chaque atelier.
• Au milieu circule la matière. Chaque étape de fabrication est une boîte, accompagnée de quelques données relevées sur place : le temps de cycle (la durée entre deux pièces qui sortent de l'étape), le temps de changement de série, la disponibilité de la machine et le nombre d'opérateurs. Entre deux boîtes, un triangle indique le stock compté ce jour-là. Une flèche rayée signale un flux poussé, c'est-à-dire une étape qui produit selon son programme sans savoir si l'étape suivante en a besoin.
• En bas court une ligne de temps. Elle additionne deux durées : les jours de stock, qui donnent le délai de traversée (lead time), et les temps de cycle, qui donnent le temps de valeur ajoutée.

Rother et Shook donnent quelques règles de méthode. On choisit d'abord une famille de produits, car une carte qui mêle tous les produits d'une usine est illisible. On parcourt le flux soi-même, en commençant par l'expédition et en remontant vers l'amont, afin de partir de ce qui touche le client. On relève les temps et on compte les stocks sur place, sans se fier aux chiffres des fichiers, et l'on dessine au crayon. Une personne doit enfin avoir la responsabilité du flux entier, par-dessus les frontières des ateliers.

Pour placer un stock sur la ligne de temps, on le convertit en jours : on divise la quantité comptée par la demande quotidienne du client.

La bande du haut explique ce résultat. Dans cette usine, le service de planification envoie chaque semaine à chacun des trois ateliers un programme établi d'après des prévisions. Chaque atelier produit ce que dit son programme. La presse, dont le changement d'outil prend une heure, fabrique en une fois une semaine entière de chaque référence, et les cinq jours de pièces embouties en attente devant le soudage s'expliquent en grande partie ainsi. La carte montre donc les causes des stocks en même temps que les stocks, ce qu'un simple inventaire ne ferait pas.

Dessiner l'état futur

Une carte de l'état actuel n'a d'intérêt que si elle sert à en dessiner une autre. Rother et Shook y insistent et proposent une série de questions pour y parvenir, que l'on peut résumer ainsi.

• Quel est le takt time ?
• Faut-il produire pour un stock de produits finis ou directement pour l'expédition ?
• Où peut-on mettre les étapes en flux continu, pièce par pièce et sans stock intermédiaire ?
• Où faut-il, à défaut, un « supermarché », petit stock calibré que l'étape amont réapprovisionne à mesure qu'il est consommé (flux tiré) ?
• À quel point unique de la chaîne donne-t-on le programme de production ?
• Comment y lisser le mélange des produits et la quantité de travail lancée à chaque fois ?
• Quelles améliorations des équipements et des méthodes faut-il pour que cela fonctionne ?

Dans l'usine de supports, l'équipe arrive au dessin suivant. Le soudage et l'assemblage sont réunis dans une même cellule où les pièces passent une à une, et le stock de trois jours qui les séparait disparaît. Les deux étapes représentent 40 + 55 = 95 secondes de travail par pièce pour un takt de 60 secondes, ce qui demande deux opérateurs (95 ÷ 60 ≈ 1,6). La presse alimente un supermarché de pièces embouties d'un jour et demi (675 pièces) et ne refabrique une référence que lorsque la cellule en a consommé. Le fournisseur livre l'acier deux fois par semaine au lieu d'une, ce qui ramène le stock de bobines à deux jours et demi. Le stock de supports finis est fixé à deux jours (900 pièces). Le nouveau délai de traversée est de 2,5 + 1,5 + 2 = 6 jours, soit près de trois fois moins que les 17 jours de départ. Le temps de valeur ajoutée reste de 96 secondes.

Ce dessin ne se réalise pas par décision. Un supermarché d'un jour et demi suppose que la presse change d'outil plusieurs fois par jour, donc que le changement passe d'une heure à une dizaine de minutes. La cellule suppose une machine à souder fiable, puisqu'il n'y a plus de stock pour absorber ses pannes. Sur la carte, ces conditions sont notées dans des symboles en forme d'éclair, appelés « éclairs kaizen » d'après le mot japonais kaizen, qui désigne l'amélioration continue. Elles deviennent le plan de travail de l'année, découpé en boucles que l'on traite l'une après l'autre, avec des objectifs mesurables et une personne responsable.

Hors de l'usine : le parcours d'un patient

Dans les bureaux et les services, ce qui circule est un dossier, une demande ou un patient, et le stock prend la forme d'une pile de dossiers ou d'une salle d'attente. La lecture en trois bandes reste la même.

La bande d'information montre pourquoi. Tous les patients de la matinée sont convoqués à la même heure, et la demande de radiographie n'est rédigée qu'à la fin de la première consultation, de sorte que la radiologie découvre le patient quand il se présente. Dans l'état futur que dessine l'équipe, les convocations sont échelonnées. Pour les motifs où la radiographie est systématique, elle est prescrite à l'avance et réalisée avant la consultation. Le patient ne voit plus le chirurgien qu'une fois, pendant 20 minutes, et l'attente de 30 minutes disparaît : le parcours passe à 110 minutes sans que personne ait travaillé plus vite.

Des adaptations de la méthode existent pour les activités administratives, par exemple celle de Beau Keyte et Drew Locher (2004). On y relève, en plus des temps, la part des dossiers qui arrivent complets et exacts à l'étape suivante, car les allers-retours pour information manquante allongent beaucoup les délais. Jones et Womack ont de leur côté étendu la carte au-delà des murs de l'usine, d'une entreprise à l'autre, dans Seeing the Whole (2002).

Limites et pièges

Une carte est une photographie prise un jour donné. Les stocks varient d'une semaine à l'autre, et un délai de dix-sept jours doit se lire comme un ordre de grandeur. Il est prudent de refaire le comptage à plusieurs dates avant de fixer des objectifs.

La méthode suppose un flux répétitif et une famille de produits qui suivent à peu près le même chemin. Dans un atelier qui fabrique à l'unité des pièces très variées, ou dans un service où chaque dossier suit un parcours différent, une ligne unique de boîtes décrit mal la réalité. Elle rend mal compte aussi des ressources partagées entre plusieurs flux.

Le piège le plus courant est de s'arrêter à l'état actuel. Beaucoup d'entreprises ont tapissé leurs murs de cartes qui n'ont débouché sur aucun état futur ni sur aucun plan. D'autres s'en servent pour dresser une liste de gaspillages et lancer des actions dispersées. Mike Rother est revenu sur cet usage dans Toyota Kata (2009), où il rappelle que la carte sert à fixer une direction pour le flux entier et qu'elle ne remplace pas le travail d'amélioration mené, pas à pas, au niveau de chaque poste.

Réduire les stocks sur le papier ne suffit pas non plus. Ils sont là pour des raisons précises, comme des changements de série longs ou des machines peu fiables. Les supprimer sans traiter ces causes provoque des ruptures, et le délai promis au client n'est plus tenu.

Le classement en « valeur ajoutée » et en « attente » repose enfin sur un jugement, celui que l'on porte sur ce que le client attend vraiment. Le chronométrage peut aussi être vécu comme un contrôle des personnes s'il est mené par un expert seul, sans ceux qui font le travail. Quant aux gains annoncés par les projets fondés sur ces cartes, ils sont surtout documentés par des études de cas : l'article critique du corpus fait le point sur ce que l'on sait des résultats réels des transformations Lean.