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La maintenance productive totale

La maintenance productive totale, ou TPM pour Total Productive Maintenance, part d'un constat simple : la personne qui utilise une machine toute la journée est la mieux placée pour voir qu'elle se dégrade. Formalisée au Japon par Seiichi Nakajima, la démarche confie l'entretien courant aux opérateurs et mesure les pertes avec un indicateur très répandu, le taux de rendement synthétique (TRS).

La machine à café du samedi matin

Dans un café de quartier, la machine à expresso sert environ trois cents tasses par jour. Chaque soir, Lucie, la serveuse qui s'en occupe, rince les groupes, purge la buse à vapeur et vide le bac. Un mardi, elle remarque que l'aiguille du manomètre de la pompe est plus basse que d'habitude et qu'un joint goutte. Elle prévient le technicien, qui devait passer le mois suivant pour le détartrage annuel. Il avance sa visite et remplace le joint et une pièce de la pompe un lundi, jour de fermeture.

Dans le café d'en face, personne ne regarde la machine tant qu'elle marche. Elle tombe en panne un samedi à neuf heures, et le technicien n'est disponible que le mardi.

Lucie ne sait pas réparer une pompe, et personne ne le lui demande. Elle fait ce que le technicien ne peut pas faire, puisqu'elle voit la machine tous les jours et repère ce qui change. Ce partage des rôles entre la personne qui utilise la machine et celle qui la répare est au centre de la maintenance productive totale.

De la réparation à la maintenance productive totale

La maintenance industrielle a longtemps consisté à réparer ce qui cassait. La maintenance préventive, qui révise ou remplace les pièces à intervalles fixés avant la panne, a été introduite au Japon au début des années 1950 à partir des pratiques américaines. Elle restait l'affaire d'un service spécialisé : les opérateurs produisaient et les techniciens entretenaient.

L'étape suivante est franchie chez Nippondenso (aujourd'hui Denso), un équipementier du groupe Toyota, qui associe l'ensemble de son personnel à l'entretien des machines. L'entreprise reçoit en 1971, pour cette démarche, le prix PM (pour productive maintenance) décerné par l'institut japonais des ingénieurs d'usine, l'organisme dont est issu en 1981 le Japan Institute of Plant Maintenance (JIPM). Seiichi Nakajima (1919-2015), qui travaillait dans cet institut et étudiait sur place la maintenance américaine depuis 1962, a donné sa forme à la méthode et l'a fait connaître, notamment par son livre Introduction to TPM (1984, traduit en 1988).

Selon Nakajima, le mot « total » a trois sens : on recherche le rendement global des équipements, on organise la maintenance sur toute leur durée de vie, et tout le personnel y participe, de la direction aux opérateurs réunis en petits groupes. Le JIPM présente aujourd'hui la démarche en huit « piliers », parmi lesquels la maintenance autonome, la maintenance planifiée, l'amélioration ciblée des équipements et la formation.

Le lien avec le juste-à-temps, qui consiste à produire seulement ce qu'il faut au moment où il le faut, est direct. Une usine qui travaille presque sans stock entre ses étapes s'arrête tout entière quand une machine tombe en panne. La fiabilité des équipements fait donc partie du socle de stabilité sur lequel repose le système de production Toyota.

L'auto-maintenance : nettoyer, c'est inspecter

La maintenance autonome, jishu hozen en japonais, confie aux opérateurs l'entretien courant de leur machine : le nettoyage, le graissage, le resserrage et les contrôles quotidiens. Les techniciens de maintenance gardent les réparations, les révisions planifiées et les améliorations, et ils forment les opérateurs.

Le JIPM décrit une progression en sept étapes. La première est un grand nettoyage initial, mené par l'équipe avec les techniciens, au cours duquel chaque anomalie trouvée reçoit une étiquette : une fuite, une vis manquante, un câble abîmé ou une protection cassée. Les étapes suivantes s'attaquent aux sources de salissure et aux endroits inaccessibles, puis fixent des standards provisoires de nettoyage et de graissage. Viennent ensuite la formation des opérateurs au fonctionnement de la machine, l'inspection autonome, l'organisation du poste et, au terme du parcours, la prise en charge complète de l'entretien courant par l'équipe.

L'idée de fond est que beaucoup de pannes ont des causes banales, comme la saleté qui échauffe un moteur, un graissage oublié ou un boulon desserré qui laisse vibrer une pièce. Ces dégradations progressent lentement. Elles se voient, s'entendent ou se sentent longtemps avant la panne, à condition que quelqu'un regarde. On retrouve ici le troisième des 5S, où le nettoyage sert d'inspection.

Des aides visuelles rendent ce contrôle rapide : une zone verte peinte sur le cadran d'un manomètre, un trait de niveau sur un réservoir d'huile, ou un repère de peinture tracé à cheval sur un écrou et sa vis, qui se décale si l'écrou se desserre.

Les six grandes pertes

Nakajima classe en six catégories tout ce qui empêche une machine de produire des pièces bonnes, à sa cadence nominale, pendant le temps où l'on a besoin d'elle.

Les deux premières pertes se remarquent, car la machine est arrêtée. Les deux suivantes passent inaperçues. Un micro-arrêt de vingt secondes, relancé par l'opérateur d'un geste, ne figure dans aucun rapport, et une machine que l'on a ralentie de 10 % « pour qu'elle tienne » peut tourner ainsi pendant des années.

Le TRS : trois taux multipliés

Le taux de rendement synthétique (TRS), en anglais Overall Equipment Effectiveness (OEE), réunit ces six pertes en un seul chiffre. Il compare le temps réellement utile, pendant lequel la machine a produit des pièces bonnes à sa cadence nominale, au temps pendant lequel on avait prévu qu'elle produise. Nakajima le calcule comme le produit de trois taux.

• La disponibilité est le temps de fonctionnement divisé par le temps requis. Elle traduit les pertes 1 et 2.
• La performance est la production réelle divisée par la production que la machine aurait donnée à sa cadence nominale pendant le temps de fonctionnement. Elle traduit les pertes 3 et 4.
• La qualité est le nombre de pièces bonnes divisé par le nombre de pièces produites. Elle traduit les pertes 5 et 6.

Dans cet exemple, les ralentissements et les micro-arrêts coûtent presque autant que la panne et le changement de série réunis, alors que personne ne les avait remarqués. L'intérêt principal de l'indicateur est là : il donne une taille aux pertes invisibles et indique où chercher.

Nakajima donnait comme repère une disponibilité supérieure à 90 %, une performance supérieure à 95 % et une qualité supérieure à 99 %, soit un TRS d'environ 85 % (0,90 × 0,95 × 0,99 = 0,846). Il présentait ces valeurs comme des conditions idéales tirées de l'expérience, en précisant que toutes les usines lauréates du prix PM dépassaient 85 %. Il est souvent cité comme le niveau « de classe mondiale », mais il n'a de sens que pour des productions comparables.

En France, la norme NF E60-182 (2002) fixe le vocabulaire. Elle définit le TRS comme le rapport du temps utile au temps requis, et elle y ajoute deux indicateurs plus larges : le taux de rendement global (TRG), qui rapporte le temps utile au temps d'ouverture de l'atelier, et le taux de rendement économique (TRE), qui le rapporte au temps total, 24 heures sur 24.

Limites et pièges

Le TRS récompense la machine qui tourne. Si l'on en fait un objectif pour chaque équipement, on pousse à produire même quand l'étape suivante n'a besoin de rien, ce qui crée de la surproduction, le pire des gaspillages selon Taiichi Ohno. Dans un système en juste-à-temps, une machine qui ne limite pas le flux doit s'arrêter quand il n'y a pas de demande. Selon la façon dont on compte ces arrêts, son rendement affiché baisse, sans que ce soit un problème.

Le chiffre dépend aussi de conventions : ce que l'on range dans les arrêts planifiés et la cadence nominale que l'on retient. Si celle-ci est sous-estimée, la performance peut dépasser 100 %. Deux usines qui affichent 75 % ne mesurent donc pas forcément la même chose, et la comparaison utile est celle d'une machine avec elle-même, d'un mois sur l'autre.

Un chiffre unique cache sa composition. Un TRS de 72 % obtenu avec 2 % de rebuts et un TRS de 72 % obtenu avec 15 % de rebuts appellent des actions sans rapport. Il faut lire les trois taux et, derrière eux, les minutes perdues par cause.

L'auto-maintenance peut tourner au transfert de charge. Confier le nettoyage et le graissage aux opérateurs sans leur donner de formation ni de temps, tout en réduisant l'effectif de maintenance, revient à ajouter des tâches à des postes déjà chargés. Certaines interventions exigent en outre une qualification et des règles de sécurité strictes, comme la mise hors énergie de la machine avant d'ouvrir une protection. La démarche décrite par Nakajima suppose l'inverse, c'est-à-dire des techniciens qui forment les opérateurs et se consacrent à des travaux plus qualifiés. Les effets du Lean sur la charge de travail sont discutés dans l'article critique du corpus.

La TPM est enfin une démarche longue, qui se compte en années. Les études disponibles sont surtout des cas d'entreprise et des enquêtes par questionnaire. L'une des plus citées, celle de Kathleen McKone, Roger Schroeder et Kristy Cua (2001), trouve une association positive entre les pratiques de TPM et la performance des usines étudiées, ce qui ne suffit pas à établir un lien de cause à effet.