Ce qu'est le flux pièce à pièce
Le flux pièce à pièce (one piece flow) consiste à fabriquer et à déplacer une seule unité à la fois d'un processus au suivant, sans lots et sans stock entre eux. Une pièce n'entre dans l'étape suivante que lorsque la précédente la libère.
Le principal gain porte sur le délai de fabrication : la première pièce sort en additionnant seulement le temps de chaque étape, au lieu d'attendre le lot entier. Comme le poste suivant voit un défaut en quelques minutes, les rebuts diminuent aussi.
Exemple : 3 postes d'une minute, 10 pièces
Trois processus en séquence, chacun prenant 1 minute par pièce, et une commande de 10 pièces. En mode lot, chaque poste traite les 10 pièces avant de les passer. En flux unitaire, chaque pièce avance dès qu'elle est terminée.
| Indicateur | Lot de 10 | Flux pièce à pièce |
|---|---|---|
| Première pièce terminée | 3 × 10 × 1 = 30 min | 3 × 1 = 3 min |
| Dernière pièce terminée | 30 min | (3 + 10 − 1) × 1 = 12 min |
| Sortie moyenne des 10 pièces | 30 min | (3 + 4 + … + 12) ÷ 10 = 7,5 min |
| En-cours (régime établi) | 1 par minute × 30 min = 30 | 1 par minute × 3 min = 3 |
| Pièces touchées par un défaut au poste 1 | jusqu'à 10 | jusqu'à 2 |
La capacité est la même, 1 pièce par minute. Ce qui change, c'est la quantité de temps et de matière qui reste inactive en chemin.
Le calcul du délai
Lot : DF = m × Q × t | Flux pièce à pièce : DF = (m + Q − 1) × t
Ici m est le nombre de postes, Q la taille du lot et t le temps par pièce (identique à tous les postes). L'en-cours suit la loi de Little : en-cours = débit × temps de traversée.
| Postes (m) | Lot Q = 10 : m × Q × t | Flux pièce à pièce : (m + Q − 1) × t |
|---|---|---|
| 3 | 30 min | 12 min |
| 5 | 50 min | 14 min |
| 8 | 80 min | 17 min |
Plus il y a d'étapes, plus l'avantage du flux pièce à pièce est grand. Il ne le procure que lorsque les temps de cycle sont proches. Pour distinguer les notions, voir le délai de fabrication et le takt time.
Le rythme est fixé par le poste le plus lent
Si le poste 3 prend 1,5 minute et les autres 1, la pièce n sort à 2 + 1,5 × n. La dixième pièce sort à 17 minutes, contre 35 minutes en mode lot (10 + 10 + 15). C'est mieux, mais le poste 3 plafonne la sortie à 0,67 pièce par minute.
C'est pourquoi le flux pièce à pièce exige d'équilibrer la ligne par rapport au takt : les temps de cycle doivent rester proches du takt, sans poste très au-dessus des autres.
Comment le mettre en place en 6 étapes
- Choisir une famille de produits à gamme similaire, avec la cartographie de la chaîne de valeur.
- Mesurer le temps réel de chaque étape et calculer le takt de la commande.
- Réorganiser les postes dans l'ordre du processus, rapprochés. L'implantation typique est la cellule en U.
- Équilibrer le travail entre les opérateurs jusqu'à ce qu'aucune étape ne dépasse nettement le takt.
- Réduire les changements de série et les arrêts avec le SMED et la maintenance de base, car sans tampon tout arrêt stoppe le flux.
- Intégrer la qualité à la source avec le poka-yoke et l'arrêt du poste sur défaut, dans l'esprit du jidoka.
Commencez par une cellule pilote, relevez le délai, l'en-cours et les rebuts avant et après, puis seulement répliquez.
Quand l'utiliser et quand ne pas l'utiliser
| Condition | Le flux pièce à pièce fonctionne-t-il ? | Que faire |
|---|---|---|
| Temps de cycle proches du takt | Oui | Appliquer directement |
| Changement de série long | Pas encore | Le réduire avec le SMED ; utiliser de petits lots |
| Procédé par lot (four, bain, cuisson) | Non | Utiliser le lot minimal de l'équipement, avec flux avant et après |
| Machine instable avec arrêts fréquents | Non | Stabiliser d'abord (TPM) |
| Nombreuses variantes et gammes différentes | En partie | Regrouper en familles ; lisser avec le heijunka |
| Postes éloignés ou dans des bâtiments différents | En partie | Resserrer l'implantation ou utiliser un flux continu avec tampon |
Quand le flux unitaire est impossible, utilisez un flux continu par petits lots et reliez les processus séparés par la production tirée avec le kanban. Le flux pièce à pièce est l'objectif, pas une règle pour tous les processus.
Erreurs fréquentes et limites
- Forcer le flux avec des temps déséquilibrés : l'opérateur du poste rapide attend pendant que le poste lent forme une file.
- Ignorer les changements de série : s'ils sont longs, la perte de capacité dépasse le gain de délai.
- Supprimer le stock avant de stabiliser : la première panne ou le premier défaut qualité arrête toute la cellule.
- Confondre flux unitaire et transport unitaire : déplacer une pièce à la fois sur de longues distances ajoute des mouvements.
- Juger seulement par le coût horaire : l'efficacité locale baisse, mais le gain est dans le temps de traversée, le stock et la qualité.
- Dimensionner sans marge : sans stock, la cellule dépend de la présence, de l'outillage et de la matière au point d'utilisation.
Questions fréquentes
Qu'est-ce que le flux pièce à pièce ?
C'est fabriquer et déplacer une pièce à la fois entre les étapes, sans lots ni stock intermédiaire.
En quoi diffère-t-il du flux continu ?
Le flux continu est l'idée plus large : les pièces avancent sans cesse. Le flux pièce à pièce en est la forme idéale, avec un lot de transfert de 1.
De combien le délai baisse-t-il dans l'exemple ?
De 30 minutes à 12 minutes pour la dernière pièce, et la première sort à 3 minutes au lieu de 30.
Convient-il à tous les processus ?
Non. Les procédés par lot, les longs changements de série et les machines instables demandent de petits lots ou des corrections préalables.
Réduit-il la productivité ?
Dans l'exemple, la capacité est la même, 1 pièce par minute. Le temps mort local apparaît parce que le stock qui le cachait a disparu.
Faut-il une cellule en U ?
Ce n'est pas obligatoire, mais c'est l'implantation la plus courante, car elle rapproche les postes et permet de faire varier le nombre d'opérateurs.
Sources
- OHNO, T. Toyota Production System: Beyond Large-Scale Production. Portland: Productivity Press, 1988.
- WOMACK, J. P.; JONES, D. T. Lean Thinking. New York: Simon & Schuster, 1996.
- ROTHER, M.; HARRIS, R. Creating Continuous Flow. Lean Enterprise Institute, 2001.
- HOPP, W. J.; SPEARMAN, M. L. Factory Physics. Long Grove: Waveland Press.
- LITTLE, J. D. C. A proof for the queuing formula L = λW. Operations Research, 9(3), 1961.
Sources en anglais, sauf mention contraire.
À propos de l'auteur
Spécialiste en Lean Manufacturing et en gestion comportementale
Plus de 20 ans dans l'industrie automobile et la métallurgie (GM et Dana), praticien du Lean Manufacturing depuis 2006. Instructeur au SENAI et mentor du programme brésilien Brasil Mais Produtivo, il a réalisé du conseil, de la formation et des audits pour plus de 50 entreprises, en alliant qualité, productivité et développement des personnes.
