Equilibrage de tâches

Le concept de l’équilibrage est plutôt simple. Il repose sur le fait de concevoir une suite d’opérations d’un même flux de valeur ayant la même durée.

Introduction

Dans un système Juste A Temps, nous recherchons en permanence à mettre en place des flux lissés et continus pour éviter les à-coups, stocks d’en-cours... l’un des outils majeurs pour répondre à ce principe est la capacité à équilibrer les tâches.

               

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Le principe

Le concept de l’équilibrage est plutôt simple. Il repose sur le fait de concevoir une suite d’opérations d’un même flux de valeur ayant la même durée. Par ce fait, on peut produire en pièce-à-pièce, éviter les goulots d’étranglements, et ainsi, avoir une production fluide nous permettant de travailler au plus près du Takt Time.

Les 2 approches de l’équilibrage

Approche 1 : toutes les tâches ont une durée identique

Cette première approche consiste à mettre en place un équilibrage parfait entre les opérationnels où toutes les tâches ont la même durée. Cette approche n’est possible que si les processus ou la demande ont une variabilité très faible auquel cas, manager un tel équilibrage sera trop complexe. Les spécificités de cet équilibrage sont :

  • Le goulot, s’il y a, est mobile en permanence.
  • A l’apparition d’un goulot, il est plus compliqué de l’identifier.
  • Force à avoir des ressources supplémentaires dans le cas où la demande augmente.
  • Permet d’avoir un lissage parfait et de mettre en place une optimisation importante des tâches.

Approche 2 : un goulot est « forcé »

Cette seconde approche consiste à créer volontairement un goulot. Cela s’adapte en particulier aux situations où la variabilité dans les processus ou la demande est importante. Les caractéristiques de cet équilibrage sont :

  • Le goulot est connu et maîtrisé.
  • Le temps de Takt est ajusté par rapport au goulot.
  • Le management a une facilité à gérer les aléas et les ressources car un degré de latitude est donné.
  • Permet potentiellement de gérer un supplément de charge sans avoir à rajouter obligatoirement des ressources.

Equilibrer les opérations

Le tableau d’équilibrage des tâches aide les groupes de travail à organiser efficacement les tâches. Il met en avant les opportunités d’améliorations en rendant l’ensemble des tâches plus visuelles et donc plus faciles à améliorer.

1. Recueillir les données

La première étape d’un équilibrage des tâches est de pouvoir recueillir l’ensemble des données du processus dans un tableau. Le tableau se structure comme suit :

N° Etape

Etape

N° sous-étape

Description

Temps

Classe

1

...

1.1

...

...

...

 

1.2

     

2

...

...

     

Dans la colonne classe, vous devez identifier le type de processus dont il s’agit selon la classification suivante :

  • Tâche à valeur ajoutée (VA) : Ce sont les tâches que le client est prêt à payer. Elles visent à augmenter la valeur du produit (forme, propriété mécanique…).
  • Tâche essentielle (VAW) : Tâche sans valeur ajoutée mais requise. Ce sont en particulier des tâches de reprises, d’ajustements ou encore de contrôles.
  • Tâche sans valeur ajoutée (NVA) : Tâche qui ne modifie pas la valeur du produit. Ce sont des tâches purement Muda que l’on doit éliminer.
  • Tâche optionnelle (VAV) : Tâche qui dépend de la spécification du produit. Elle peut exister ou non (par exemple, un modèle de voiture peut avoir un GPS ou non), ou avoir une durée variable en fonction de la spécification (par exemple, un ordinateur peut avoir 1 ou 4 prises USB). 

2. Le graphique d’équilibrage

Pour aider à l’analyse et juger de la qualité de l’équilibrage, On va utiliser un graphique nommé Yamazumi. Traduit littéralement par « la montagne ordonnée », ce sont en fait des graphiques histogrammes empilés.

  • En abscisse : vous représentez les différentes étapes avec le code couleur associé
  • En ordonnée : les temps associés. Il ne vous reste ensuite plus qu’à rajouter la ligne correspondant au Takt Time.

Yamazumi

3. Choisir l’approche d’équilibrage

On l’a vu un peu plus haut, nous avons 2 options d’équilibrage. On va choisir l’option en fonction de notre niveau de variabilité dans nos processus. La bonne pratique, nous donne une variabilité seuil de 2% dans les opérations. Ainsi, si les chronométrages ont montré une variabilité :

  • > 2% : on devra forcer un goulot pour équilibrer la ligne.
  • < 2% : on pourra alors viser un équilibre parfait entre les postes.

4. Choisir l’option d’équilibrage

4.1 Dans le cas d’une approche avec goulot forcé

Dans le cas où nous devons avoir un poste goulot, autrement dit, nous avons beaucoup de variabilité dans nos processus, nous n’avons qu’une option d’équilibrage. Cette option consiste simplement à avoir une personne qui est fixe sur le poste goulot et une ou plusieurs autres qui se partagent les autres tâches. Nous détaillons un exemple ci-dessous :

 

Opérations non équilibrées

Opérations équilibrées

 

Opérations non équilibrées

Opérations équilibrées

Temps total par pièces

180 sec

180 sec

Goulot

90 sec

90 sec

Production / Heure

40

40

Kosu

13,3

20

Conclusion

Nous avons un gain de 33%. Mais un opérateur court beaucoup.

 

Cette solution nous permet de gagner en productivité. Néanmoins, l’inconvénient est que nous avons une personne qui « court » beaucoup, et cela peut induire des problèmes de sécurité et d’ergonomie.

4.2 Options dans le cas d’une approche parfaitement équilibrée

Dans cette seconde approche, nous avons 3 options d’équilibrage possible que nous décrivons ci-dessous :

 

Etat initial : opérations non équilibrées

Option 1

Option 2

Option 3

Plusieurs opérations par employé

Combiner des opérations entre employés

Une opération par employé

 

Opérations non équilibrées

Plusieurs opérations par employé

Combiner des opérations entre employés

Une opération par employé

Temps total par pièces

180 sec

180 sec

180 sec

180 sec

Goulot

90 sec

60 sec

90 sec

60 sec

Production / Heure

40

40

40

40

Kosu

13,3

20

20

20

Le choix va se faire principalement en fonction de 3 critères :

  • Des critères sociaux : le personnel n’est pas suffisamment polyvalent et ne souhaite pas le devenir, nous empêchant ainsi d’avoir 1 même personne sur plusieurs postes. On devra alors prendre l’option 3.
  • Des critères techniques : si les distances entre postes sont trop grandes, l’option 1 n’est pas possible. Si techniquement un même poste ne peut pas être combiné (pas assez d’espace…), on devra alors choisir sans doute l’option 1.
  • Des critères ergonomiques : en fonction des possibilités de combinaisons ou des distances, on ne pourra pas mettre en œuvre certaines solutions pour des raisons ergonomiques (distances trop grandes, plan de travail « normal » non adapté pour être combiné avec d’autres tâches…). 

4.3 Le cas spécifique des machines en série

Les éléments décrits ci-dessus fonctionne très bien dans le cas de processus manuel ou semi-manuel. Mais de nombreux processus sont parfoit uniquement composés d'une suite de machines mises bout à bout et le plus souvent reliés par des convoyeurs et des tables d'accumulations.

La problématique bien souvent rencontrée et qu'une machine représente le goulot et que nous ne pouvons changer la cadence simplement par raison d'un problème technique. 

Ce cas particulier demande la mise en place d'un V-Graph qui va nous permettre de faire l'étude d'équilibrage et d'assurer une productivité maximale.

Le V-Graph est un graphique avec :

  • En abscisse : Les différents équipements
  • En ordonnée : La cadence des équipements

L'enjeu dans ce cas est de pouvoir construire un graphique sous forme de V.

Pourquoi le V-Graph ?

Prenons exemple d'une ligne de conditionnement pharmaceutique. Cette ligne se compose d'une suite d'équipement avec dans l'ordre : L'alimentation flacon, la remplisseuse, la bouchonneuse, l'étiquetteuse, l'étuyeuse, l'impression étui, l'encaisseuse et le paletiseur. Le plus souvent, le goulot sera la bouchonneuse car réalisant une opération techniquement complexe. Dans un premier temps, notre étude de flux nous donnera V-Graph suivant :

V-Graph 1

En effet, on aura tendance à régler les machines à une vitesse égale ou légèrement supérieure à la machine goulot à environ la vitesse du goulot, pour éviter les sur-stocks.

Pour autant, l'enjeu est tout autre. En effet, la machine goulot étant ce qu'elle est, pour optimiser la productivité, il est essentiel que celle-ci tourne en permanence. Il va donc falloir non pas équilibrer les vitesses mais tout au contraire les déséquilibrer. Ainsi, en terme de graphique, on obtiendra un graphique un V et non linéaire, les machines amonts et avals ayant des vitesses croissantes ou décroissantes mais largement supérieures à la vitesse du goulot permettant donc :

  • En amont : de garantir que la machine goulot soit alimentée.
  • En aval : de garantir que les produits de machine goulot soit "aspirés" et donc que celle-ci ne s'arrête pas pour un surstock.

 

On obtient donc le graphique suivant, en forme de V :

V-Graph 2

5. Mettre en place le plan d’actions

Au regard des différentes données recueillies et des solutions choisies, on va pouvoir mettre en œuvre le plan d’actions. Bien entendu, la première action est de supprimer les Muda évidents. Ensuite, il faudra en fonction des options choisies reconcevoir les postes et gamme de travail et rendre plus polyvalent le personnel.

6. Manager l’équilibrage

Une fois l’équilibrage mis en œuvre, on devra être capable de le maintenir dans le temps. Au-delà des aspects managériaux « standards » des difficultés à maintenir les standards, le management de l’équilibrage va se faire en fonction de la variation du Takt Time. Ainsi :

  • Takt Time se maintient : on gardera le fonctionnement que nous avons mis en place à l’initial
  • Takt Time diminue : autrement dit la demande augmente, la priorité sera de rééquilibrer les tâches sur le nombre d’opérateurs le plus important.
  • Takt Time augmente : la demande diminue, il faudra redistribuer les tâches sur le nombre d’opérateurs le plus faible et positionner les autres personnes sur d’autres postes. Une option est toutefois de garder le même nombre de personnes qu’à l’état initial, et d’allouer le temps improductif à l’amélioration du poste (résolution de problème, ergonomie, productivité…).

Taux de sécurité

Il est bien entendu que lors d’un équilibrage des tâches, vous ne pouvez pas avoir un graphique ayant toutes les colonnes de processus à hauteur du temps de Takt. Il est conseillé de garder une « soupape » pour éviter les surchauffes des salariés et palier à des aléas de production (augmentation de la demande soudainement...). Généralement, il est préférable d’avoir un taux de 95%.

Par exemple, si vous avez un temps de Takt de 10mn, le temps maximum des colonnes sera de 9 mn et 30 sec.

Source

B. Townsend (2012) – The basics line balancing and JIT kitting

J. Niederstadt (2010) – Standardized work for noncyclical processes

O. Fontanille, E. Chassende-Baroz, C. De Cheffontaines, O. Frémy (2010) – Réduire les pertes en conception, production et industrialisation

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hassen hassen.gharssallah@yahoo.com dcs
07/07/2017 02:09

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