Piloter une ligne de fabrication avec des en-cours constants
Méthodes concrètes de conception de système de pilotage de ligne en mode CONWIP

Cet article décrit les principes et la mise en œuvre de la méthode CONWIP (CONstant Work In Process). Le CONWIP permet de piloter les flux d'une ligne de production en maintenant l'en-cours constant, de façon à contrôler le délai de fabrication. Cette méthode convient à tout type de production manufacturière, depuis des cadences de quelques unités par mois, jusqu'à des cadences de millions de pièces mensuelles. Elle peut s'appliquer à des ateliers de fabrication comme à des lignes de réparation ou de recyclage.

La méthode CONWIP est particulièrement appropriée pour des ateliers caractérisés par une variabilité élevée, qui sont difficiles à gérer uniquement avec MRP (Manufacturing Resources Planning), et impossibles à piloter en flux tiré par les techniques Kanban habituelles.

Cette variabilité peut provenir de la diversité de pièces à fabriquer au sein d'une même famille, chacune des pièces ayant un temps opératoire différent lié à sa morphologie propre ou à ses variantes. Elle peut également provenir des caractéristiques intrinsèques d'un processus de fabrication très exigeant et difficile à maîtriser totalement, nécessitant des retouches sur les pièces, des rebuts, des arrêts machines fréquents, le tout menant à des attentes et des désynchronisations dans les flux. Ces processus de fabrication complexes et pas toujours stabilisés sont souvent caractéristiques d'entreprises à très haute valeur ajoutée. Ce qui pourrait parfois passer pour des problèmes d'industrialisation doit le plus souvent, y être vu comme autant de marques d'avance technologique, d'innovation, de différenciation par rapport à la concurrence, et de réduction au minimum du time to market. Dans des conditions de renouvellement rapide des produits, les courbes d'apprentissage qui permettent la stabilisation progressive des processus de production ne jouent plus. La complexité est ici un atout face à la concurrence de zones de production à bas coûts où la variété des produits fabriqués est moins grande et les lignes de fabrication plus standardisées. Mais, il est nécessaire de savoir piloter avec la meilleure performance possible ces lignes de fabrications dotées de fortes variabilités intrinsèques.

Pour ces lignes complexes, il s'avère que le pilotage opérationnel des flux par la méthode CONWIP (CONstant Work In Process) donne des résultats très intéressants en termes de contrôle des en-cours, de maîtrise des délais et de niveau de service client.

Le pilotage des flux de production par la méthode CONWIP mobilise plusieurs concepts de la gestion de production :

• MRP (ou tout autre outil de planification) pour le choix des références d'articles et de leurs quantités à produire ;

• la théorie des contraintes pour l'attention particulière portée aux goulots et pour l'équilibrage dynamique permanent de la ligne ;

• le juste à temps par l'emploi de techniques de flux tiré pour l'engagement du travail sur la ligne ;

• le management visuel pour le pilotage réactif et décentralisé des capacités.

Dans ce contexte, les techniques connues du Lean Manufacturing sont également mobilisables pour amplifier les gains de performances apportés par le CONWIP. Cependant, il n'est pas nécessaire de pousser les actions Lean jusqu'à un niveau de standardisation et de normalisation extrêmes. La mise en place d'un pilotage en CONWIP apporte déjà des améliorations notables, même avec des temps de changement de série importants, des rebuts et des retouches, des pannes sur les machines, et des variations sur les durées opératoires de fabrication.

L'article détaille tout d'abord les bénéfices du pilotage de ligne de fabrication avec des en-cours constants, puis passe en revue les méthodes usuellement mobilisées dans ce but : Kanban, Kanban générique et Kanban d'emplacement. Les limites de ces méthodes sont décrites, puis la méthode de pilotage de ligne en mode CONWIP est présentée.

Les principes de fonctionnement d'un CONWIP mono-boucle et multi-boucles sont décrits, ainsi que les liens conceptuels avec la théorie des contraintes via les goulots de la ligne. Les liens avec le pilotage en flux poussé par un calcul des besoins sont également détaillés.

La suite de l'article présente les pratiques concrètes de mise en œuvre d'un système CONWIP :

• conditions préalables ;

• choix du nombre d'ordres de fabrication ;

• détermination des tailles de lot ;

• mise en place du management visuel de ligne ;

• procédures de pilotage quotidien d'un atelier en CONWIP ;

• gestion des priorités.

Un focus particulier est réalisé sur les liens entre CONWIP et Lean Manufacturing.

La fin de l'article compare l'approche CONWIP avec des techniques alternatives de pilotage d'atelier, en particulier avec la gestion en MRP pure, et avec les systèmes de type Advanced Planning and Scheduling (APS).